全球碳中和目标下CCUS技术及碳捕获过程气体检测方案

在全球碳中和目标的推动下，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术成为了工业减排的核心手段，国际能源署也明确指出：“CCUS是实现净零排放不可或缺的条件”。这项技术能将工业生产中产生的二氧化碳拦截并转化，既能助力化石燃料行业向低碳经济转型，又能更好地减缓气候变化。

碳捕获和封存（CCS）是稳定大气温室气体浓度和实现全球 CO2 减排目标的减缓行动组合中的一种选择方案。

二氧化碳的捕获和封存，简称为 CCS（碳捕获和封存）或 CCUS（二氧化碳捕获、利用与封存），被认为是快速减少 CO2 净排放的关键过渡技术。 通常情况下，被捕获的 CO2 来自工业和能源相关来源，比如燃煤发电厂、化工厂或生物质发电厂。

碳捕获包括捕获人为排放的 CO2，将其输送到封存地点，并储存到诸如地质储层之类的各种下沉结构中，使其无法进入大气。 CCS 可用于大型点源，比如天然气发电厂等化石燃料能源设施或钢铁制造厂。 捕获的 CO2会被压缩和输送，然后进行地质封存。 在 1000公里左右的距离内，管道是输送大量 CO2 的首选。 如果 CO2 捕获量小于每年几百万吨，那么经济实惠的船舶/卡车更受青睐。 CO2 注入地下后会上升，直到被一些无法渗透的地层或盖层所困，然后就会被无限期封存起来。

对于大型碳基能源设施、CO2 排放量较大的行业（如水泥生产、炼钢）、天然气加工、合成燃料工厂和基于化石燃料的制氢工厂，封存 CO2 非常重要，也有助于实现减少温室气体的宏伟目标。

在碳捕获过程气体检测方案

在碳捕获过程中需要考虑的典型气体有氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）、胺（RNH2，其中烷基 R 包括： 甲基（CH3）或乙基（CH2CH3-）基团）和氮氧化物（NO2、NO）。 可靠的气体检测传感器对于保障工人的安全至关重要。

固定式气体检测仪

CO2的重量比空气重 60%，所以倾向于聚集在位置较低的地方，比如堤岸隔离区域和深坑。 现场检测可以利用这一点。 检测仪应该放置在管道下方，可以对任何 CO2积聚的情况发出警报。 红外检测能提供精确的 ppm 水平测量值。 这些气体检测仪适用于低压和高压系统，以保护人员为主要侧重点，应放置在人员可能经常出现的区域。

CO2 的体积百分比或 ppm 水平可使用点红外探测设备进行探测。

便携式气体检测仪

二氧化碳（CO₂）本身无毒，但当空气中浓度超过5%时，会降低氧气含量，导致人体缺氧。若浓度达到10%以上，可能引发呼吸抑制、意识丧失甚至死亡。

浓度超过 5% 的 CO2 对人类有毒。 所以仅测量 O2 并不够，CO2 水平会上升，导致用户难以承受。 吸入高浓度 CO2 造成受伤的原因不是缺氧（身体组织中氧气水平低），而是二氧化碳中毒。

移动式气体检测系统应由人员随身携带，确保用户知道 CO2浓度有多高/是否有毒。

碳捕获过程中氧气、二氧化碳浓度监测，工采网推荐气体检测仪中氧气传感器和CO2传感器：

氧气传感器：

1.日本FIGARO 无铅电池式氧气传感器KE-LF系列，包含了3年寿命、5年寿命、6年寿命、10年寿命等多个型号供客户选择，接口还包括正六边形接口和螺纹接口两种。更有使用寿命长，具有优良的化学稳定性，而且不易受CO2的干扰与影响，电解质弱酸性，可在酸性环境工作等特点。而且采用了不含铅的阴极材料，更为环保，非常适合用于安全领域检测氧含量。具体参数如下：

搭载日本figaro KE-25LF电池式无铅氧气传感器模块-

AG-4-O2-MKE25:AG-4-O2-MKE25 传感器模块由氧气传感器和数据采集处理板组成，可对环境中的氧气含量进行检测。模块以费加罗科技 KE-25 型传感器为敏感元件，在采样电路控制下实现气体浓度的检测，具有良好的稳定性、选择性。本模块与接收终端采用数字通信方式，将气体浓度信号通过 UART 总线输出，方便用户在不同场合下以简洁的方式快速组成系统，适用于室内、室外的空气质量检测，以及工业领域等的气体检测。具体参数如下：

2.美国AII长寿命电化学氧气传感器XLT-11-75-KE25F3可替代日本Figaro KE-25F3传感器，这款美国AII传感器同样具有卓越的性能和长寿命，能够满足安全领域对氧气含量监测的高要求。具体参数如下：

3.英国Alphasense 长寿命无铅氧气传感器LFO2-A1：适用于测量0-30%范围内的氧气水平，具有高度的耐用性和性能，可直接替换现有的长寿命无铅氧气传感器LFO2-A4。具体参数如下：

4.英国SST 荧光氧气传感器LOX-02-S：可测量O2%和大气压力，量程0-25%(02%)或0-300mbar(ppO2)，具有低功耗、长寿命、高精度等特点，被广泛应用于氧气检测、高原氧气检测等领域。

二氧化碳传感器：

英国GSS 高速响应二氧化碳CO2传感器SprintIR-WX：SprintIR-WX是一款响应非常迅速的CO2传感器。它可测量高达100% 的 CO2 浓度，并配有流入式适配器。该传感器每秒获取20个读数，适合要求高速传感的应用和 CO2浓度快速变化的测量。它对功耗要求低，使其成为电池供电系统的很好选择，包括便携式、可穿戴式及自供电应用。SprintIR-WX 基于我们独特的LED 技术平台和光学设计。正是这种固态技术能够实现竞品中很快的速度、功耗、使用寿命和耐用性。具体参数如下：

2、英国Alphasense 红外二氧化碳传感器(NDIR CO2传感器）IRC-AT:英国Alphasense研发的小尺寸红外CO2气体传感器采用非色散性红外(NDIR）技术来检测气体的，根据不同的气体在不同的浓度下对红外光谱的吸收率不同来检测目标气体的存在和浓度不易受现场恶劣环境的影响。采用了双通道采样技术，可以自我抑制零点漂移。具有标定周期长、抗干扰能力强、精度高、高可靠性和使用寿命长等特点,可测量0-100% 的 CO2浓度

审核编辑 黄宇