FTIR 氣體分析儀可用於碳收集研究

碳收集和儲存 (CCS) 技術發展有賴於二氧化碳的準確測量，以及其他多樣氣體，因為進程中還可測出其他溫室氣體和潛在污染物之排放是很重要的。

因此，由 Gasmet 科技公司提供的先進 FTIR 多項參數氣體分析儀，便被鄰近雪菲爾市的英國碳收集和儲存研究中心 (UKCCSRC) 採用。這個試點規模先進收集技術 (PACT) 設備被創建作催化和支援工業和學術研究，從而促進新技術的發展和商業化，縮小實驗室規模研發與工業試驗之間的差距，並且提供工業與學術分享渠道。

背景

以碳燃料為本的燃燒產生二氧化碳，二氧化碳是促使全球暖化的主要溫室氣體。大氣層增加二氧化碳水平會引起其他效應，例如海洋酸化，有鑑於此全球為減少二氧化碳排放作出無數行動。例如，英國已有法例約束，目標是 2050 年之前減少至少80% (以 1990 年作基線) 溫室氣體排放。如要達成這個目標，可轉向再生能源，例如生物質量、太陽能、風能和潮汐能；更有效使用能源以及發展低碳技術，例如碳收集和儲存。

碳收集和儲存可從燃燒和發電廠中除去 90% 二氧化碳。這技術第一階段收集碳；第二階段輸送；第三階段是沉積於所選地質岩石層，一般位於距離地面幾千米以下，例如在廢棄的油田和天然氣田或鹽水層的深處。

碳收集有三個可行方法：燃燒前收集、燃燒後收集和富氧燃燒。不過，這些技術需要事先在試點規模發展和試驗，才可引進新或現有設備。

PACT 與 FTIR 分析

英國碳收集和儲存研究中心試點規模先進收集技術設備，由英國工程和物理科學研究委員會以及能源與氣候變化部，與 6 間大專院校伙伴共同資助，這 6 間大專院校分別是克蘭菲爾德、愛丁堡、帝國、利茲、諾丁漢和雪菲爾。主要學術專家提供專業國家研究設備，從事先進化石燃料能源、生物能源和碳收集等技術研究，設有全方位試點規模設備、專業研究和分析設備。

鄰近雪菲爾的拜登為研究人員和工業提供試點規模設備，備有三種碳收集方法的設備。試點規模先進收集技術商務發展經理 Kris Milkowski 博士，來自利茲大學，他說：『FTIR 氣體分析的角色很重要，用於我們所有方法中都表現卓越；除了能夠監測二氧化碳水平，亦可在 5,000 種化合物的 Gasmet 光譜庫中，幾乎可任意加入其中的氣體。例如，在碳收集和儲存工廠，除了監測二氧化碳排放外，必須檢查溶劑和可能出現的分解物。』

『我們以前利用多台架式單參數分析儀，可是限制了我們只可研究細數量氣體，然而 FTIR 的可能性近乎無盡。不單只我們可以從數據辨識未知波峰，亦有功能可讓光譜被記錄及回溯分析，換言之，我們日後可測量一些現在未感興趣的化合物。』

『DX4000 系統的靈活性對我們的工作是非常重要，因為每個研究項目都研究不同的燃燒控制和碳收集之特性，所以能夠為每個項目去特備一套測量參數是主要優勢。』

『分析儀的便携性亦是很大益處，因為如有需要，可以快速地移位。在愛丁堡有一套可移動的碳收集和儲存系統，可隨意在廠房部署。這系統可每天處理 25-50 立方米煙氣，可並列運作數個細小規模測試，來模擬收集過程的情況。』

Gasmet DX4000 FTIR 分析儀由 Quantitech 工作的 Milton Keynes 提供及裝嵌。銷售總監 Dominic Duggan 說：『系統連同取樣系統和加熱取樣管運到。所以熱、濕，甚至腐蝕性氣體亦可被測量。類似的系統亦已供應給全面規模的碳收集和儲存系統，所以我們能夠參與試點規模先進收集技術設備感到高興，我們相信能為英國和外地的碳收集和儲存發展作出重大貢獻。』

Milkowski 博士再進一步強調試點規模先進收集技術與 Quantitech 合作的好處，並說：『Quantitech 可租借 Gasmet FTIR 系統是很重要，因為我們大部份項目的投資形式都是要在緊迫的限期內完成，甚至不容許我們設立後備系統，當我們知道如有需要， FTIR 系統只需短時間通知便可取得，是很安慰的。』

碳收集和儲存技術 – 溶劑吸收

英國碳收集和儲存研究中心試點規模先進收集技術地點位於拜登，包括以溶劑為本的碳收集廠 (SCCP)，容讓發展、評估和優化各種溶劑作燃燒後收集。這廠房設計來清除每天一公噸二氧化碳，相當於由約 150 千瓦傳統燃煤煙氣而得來。廠房把8米吸收塔與溫度和差壓傳感器、溶劑取樣接口、腐蝕試樣和替代材料測試場地設備、以及微量氣體注射容量等設備整合。廠房亦已整合煙氣脫硫碳酸鹽洗滌系統。

一般煤燃後煙氣的二氧化碳水平約有 12%，視乎溶劑和流速而定，碳收集後二氧化碳濃度約 1%。

以溶劑為本的碳收集廠與試點規模先進收集技術燃燒設備直接連接，試點規模先進收集技術燃燒設備設有 250 千瓦空氣燃燒廠和 300 千瓦燃氣渦輪，容讓從真正煙氣中作燃燒後收集研究，真正煙氣可以從天然氣發電廠和粉狀燃料燃燒廠而出，燃料包括煤、生物質量和共燃。設備亦與專為混合氣體而製設備連接，容讓從任何合成煙氣成份作碳收集，包括工業混合廢氣。

Dominc Duggan 總結試點規模先進收集技術氣體監測系統的優點：『Milkowski 博士利用 Gasmet DX4000 為他工作，已展示多項參數 FTIR 適合碳收集和儲存廠之監測。對於類似應用，我們大多數會推介固定連續排放監測系統 (CEMS)。不過，基於研究場地關係，試點規模先進收集技術設備需要所配置的資源有高度靈活性，這系統的便携特性對於在試點規模先進收集技術的工作是最佳配搭。』