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全球极端气候频发,CO2大量排放所导致的温室效应已严重影响了全球经济和环境的可持续发展,CCS技术作为一种有效控制CO2排放的技术,目前受到世界各国的重视。在众多CO2分离技术中CO2吸附分离法具有无水运行,工艺流程简单,操作弹性大,投资少,操作费用低,吸附剂使用寿命长等潜在应用优势。CO2运输是CCS系统的中间环节,此过程将捕集到的CO2运输到封存点的任务,是连接捕集与封存的纽带,对整个CCS系统的运行起着重要作用。本课题受中欧碳捕获与封存合作项目(COACH)资助,对CCS系统中CO2吸附分离技术及吸附剂进行研究,并对CO2输送技术及输送成本进行分析。首先采用低温物理吸附法对几种商业碳基类和沸石分子筛类吸附剂进行表征,分别对比表面积,孔容及孔径分布进行评估。采用热分析技术,对四种吸附剂ACl、AC2、CMS和Z13X分别在25℃、50℃、75℃三个温度条件和纯CO2、15%体积浓度CO2两种样品气条件下进行吸附和解吸平衡特性研究。随着吸附反应温度的升高,材料对CO：的吸附能力均明显减小,获得吸附能力的有力顺序为Z13X>AC2>AC1>CMS。其次在自主搭建单吸附床吸附实验台系统上,选用不同商业吸附剂,进行吸附床的吸附实验,绘制流出曲线,对吸附床吸附穿透及吸附饱和特性进行研究。实验样品气采用模拟混合气,CO2体积浓度固定为12%,接近真实燃煤电厂烟气。相同压力条件下,随着样品气流量的增加,吸附床穿透时间缩短,且达到穿透时总CO2吸附量也有小幅下降。相同样品气流量条件下,随着吸附压力的增加,吸附床穿透时间逐渐加长。同时,吸附过程中,吸附床上部、中部、下部填料温度T上、T中、T下达到峰值所对应的时间t上、t中、t下变化规律为t上>t中>t下,且T中和T上曲线在吸附开始初期经历了上升、小幅下降、再大幅上升的过程。又T上、T中、T下曲线峰的分布密集程度与吸附样品气流量或吸附压力变化存在规律性。总体上,Z13X填料吸附床吸附性能优于AC1填料吸附床。最后在CO2运输技术及经济性分析方面展开深入研究,比较了管道运输、船舶运输和铁路罐车运输三种典型运输方式的经济性。在超临界状态下进行CO2管道运输,管道入口及出口压力分别为15.3MPa和10.3MPa,确定输送平均温度,参照Rubin模型和设计手册计算管道内径大小、管壁厚度和运输成本,得出2,000t/d-20,000t/d流量区间内不同流量所对应的经济升压站间距。采用半冷冻船进行CO2船舶运输,确定运输方案,完成成本计算,讨论船舶容积分别为3,600m3和22,000m3时对运输成本的影响。对于铁路罐车运输,参考我国铁路货物运价规则-铁运[2005]46号进行计算分析。对CO2运输成本进行计算,得出管道运输、船舶运输和铁路罐车运输的年运输均化成本分别为43.13￥/t、54.95￥/t和92.82￥/t,陆上管道运输方式具有较大经济性优势。