【气分】CCUS 碳捕集优化：Endress+Hauser光学分析技术的创新应用

CCUS 组分测量遇到的挑战

碳捕集、利用与封存（CCUS）技术的关注度持续升温，成为工业化工厂碳排放的首选解决方案。胺化学溶剂吸收法被认为是最成熟的碳捕集技术之一。胺化学溶剂吸收法基于酸碱中和反应，利用胺类溶液（如单乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、甲基二乙醇胺MDEA等）作为吸收剂，通过化学反应选择性捕获烟气中的CO₂。

吸收阶段：含CO₂的气体与胺类溶液接触，胺分子与CO₂反应生成水溶性碳酸盐或碳酸氢盐，实现碳分离。

以MEA为例：CO2+2MEA+H2O↔(MEA2H)++HCO3

解吸阶段：富碳胺溶液经加热（通常80-120℃）释放CO₂，胺溶液再生后循环使用，释放的CO₂可压缩封存或利用。

无论对于工厂运营商，还是技术开发商，优化二氧化碳（CO₂）捕集成本和溶剂管理都至关重要。

我们掌握的专业知识

拉曼光谱分析仪支持高精度在线过程监测。在不断变化的过程条件下，它帮助操作员可靠预测二氧化碳（CO₂）总体积和胺液浓度，密切监测质量参数的变化，尽可能降低溶剂损耗。

TDLAS（可调谐半导体激光吸收光谱技术）可用于测量胺法处理后排出的净化气体中H₂S、CO₂等痕量杂质，通过精准监测气体成分，不仅能保障碳捕集系统稳定运行、提升CO₂产品纯度与利用价值，还可降低环境风险与合规成本，并以数据驱动工艺优化与成本控制。

恩德斯豪斯的解决方案

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产品介绍

恩德斯豪斯的Rxn4拉曼光谱技术来自凯撒光学（Kaiser Optics System Inc.）。恩德斯豪斯提供完整的拉曼硬件、软件及建模支持。光学分析团队支持定制化建模与数据分析服务，适应CCUS装置溶剂管理的需求。

Rxn4拉曼在线分析仪的能力亮点：

可对CO₂负载量、胺浓度、降解产物等多个参数进行同步定量分析；

结合多元回归模型（如PLSR），实现复杂体系下的准确预测；

支持不同浓度范围的溶剂类型（包括混合胺类、新型低能耗溶剂等）；

无需采样与预处理，直接插入工艺管道进行原位测量；

响应速度快（测量可在一分钟内完成），替代传统耗时数小时的离线分析（如滴定、NMR);

提供连续数据流，支持过程控制优化；

系统具备自校准功能，不易受环境温度、湿度影响；

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现场测量

在CCUS装置的现场，Rxn4拉曼在线分析仪的测量结果体现为：

成功监控从富胺到贫胺全过程的浓度变化；

验证了拉曼技术对于溶剂讲解化合物的检测能力；

为未来工业化应用提供了数据基础和技术验证

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案例应用

（左上）带样品预处理系统的TDLAS气体分析仪（型号J22，测量水）

（左下）J22参数-点击放大查看

（右上）带样品预处理系统的TDLAS气体分析仪(型号JT33，测量H2S)

（右下）JT33参数-点击放大查看

恩德斯豪斯除提供Rxn4拉曼分析用于溶剂管理外，还提供TDLAS（可调谐二极管激光吸收光谱）对净化气体中的痕量杂质如H₂S和CO2进行监测。

除提供恩德斯豪斯的TDLAS气体分析仪已在全球众多 CCUS 应用中证明了其可靠性。这种基于激光的技术可提供实时、非接触式测量，目前已成功应用于碳捕集的胺脱硫过程，能高精度测量 CO₂流中的 H₂S。此外，该分析仪还可在捕获的CO₂运输前的压缩机或液化过程中，执行关键的质量验证和水分检查。

在测量过程中，采样探头采集样气，并将样气送至 TDLAS气体分析仪的测量池中。可调谐二极管激光发生器发射特定波长的 NIR 近红外光或 VIS 可见光，水和H2S 分子可以吸收波长范围内的光线。激光穿透样气后进入样气池，在一个或多个镜面发生反射，最后光线射向光电二极管信号检测器。窗口将激光发生器和信号检测器与过程气体完全隔离，确保测量过程中过程气体（ 以及夹杂的污染物 ）不会接触分析仪的关键部件。过程气体中的水和H2S 分子会吸收一部分激光。根据朗伯比尔定律，样气中的待测分析物浓度与激光吸收强度成反比。

恩德斯豪斯的TDLAS分析仪是可靠的分析气体中的H2O和H2S的方法。 

优势如下：

成熟耐用确保设备高可用性

在 CCUS 关键测量点提升安全性、过程控制和质量验证

抗干扰的准确实时测量

无需消耗品，维护成本极低

安装和调试简单，免维护运行

现场服务简单，无停机时间

CCUS的长期需求

随着能源和气体混合物的不断变化，捕集、利用、储存和运输 CO₂的基础设施将继续至关重要。不断变化的分子组合和管道基础设施，加上过程自动化的进步，将进一步推动 CCUS 过程中在线气体分析和溶剂管理的需求，以提高安全性、资产完整性和质量控制，这一需求将持续数十年。

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