CO2捕集是指待处理气体通过分离设备产生比较纯净的CO2的过程。很多天然气分离厂和制氨设备已经有分离CO2的应用，主要经济动力来自需要用于工业用途的净化气流。在发电厂中，CO2捕获已经在德国的一些大型电厂中采用或准备采用。中国华能集团的绿色煤电项目也准备采用。
现在所知的CO2捕集主要有三种方法：
1燃烧前脱碳技术
燃烧前脱碳是在碳基燃料燃烧前，将其化学能从碳转移到其他物质中，再将其分离。作为当今国际上最引人注目的高效清洁发电技术之一，IGCC是最典型的可以进行燃烧前脱碳的系统。它将煤炭气化与燃气—蒸汽联合循环有效地结合起来，实现了能量的梯级利用，将煤中的化学能尽可能多地转化为电能，极大地提高了机组发电效率。所示，燃料进入气化炉气化，生产出煤气，然后再将煤气重整为和将燃料化学能转到中，然后再分离和。一般IGCC系统的气化炉都采用富氧或纯氧技术，所需气体体积大幅度减小、体积分数显著变大，从而大大降低投资和运行费用。目前世界上已经运行的IGCC机组，其供电效率已经达到43%左右，随着相关关键技术的不断发展，还能进一步提高到50%左右。
图1 煤气化联合循环碳捕集发电流程图
2富氧燃烧技术
富氧燃烧技术是利用空气分离系统获得富氧甚至纯氧与燃烧后产生的部分烟气混合后送入炉膛与燃料混合燃烧。由于在分离过程中除去了绝大部分的氮，就可以在排放气体中产生高浓度的CO2，通过烟气再循环装置与富氧气体混合重新回注燃烧炉。含氧量很高的富氧燃烧反应，燃烧比较完全提高了理论燃烧温度，强化炉内热交换，同时大大降低了烟气黑度，又减少了排出炉外的烟气量，在同样的排烟温度条件下，烟气带走的热量也相对减少。从而减少了热损失节约了燃料。锅炉效率较常规空气煤粉燃烧锅炉提高约3-4个百分点有着很好的应用前景被发达国家称之为“资源创造性技术”。在燃烧过程中由于烟道产生CO2的浓度很高,这样就有利于对CO2进行捕获和封存,当浓度达到90%，甚至可以不用分离而直接用于工业生产和贮存。具体步骤如下图所示。
图2 富氧燃烧技术工艺流程图
3 燃烧后脱碳技术
燃烧后脱碳技术是在燃烧后的烟气中捕集或分离。火电厂排放烟气中分压低、处理量大，投资和运行成本比较高。燃烧后捕集是指利用物理或化学方法对电厂尾部烟气进行处理，由废气处理捕集烟气中的。该技术主要应用于传统的燃煤电厂烟气处理，与现有的燃煤电厂具有很好的契合性，锅炉的改造成本较低，只需在烟气排入大气前增加烟气处理环节，不需要进行大规模改造且技术也相对成熟。目前主要的燃烧后捕集方法有吸收法、吸附法、膜法、低温蒸馏法等。从目前的技术来看，吸收法是捕集燃煤烟气中相对成熟的方法，其中基于MEA的化学吸收法是最为成熟的处理电厂烟气的吸收法，该方法只适用于气体分压低于20%的情况下，电厂烟气气体分压低，正好能满足这个要求。化学吸收法是在吸收塔中利用化学吸收剂与反应捕集，然后通过高温高压下对吸收的解吸达到封存的目的。目前该方法已被广泛研究，被认为是在处理电厂烟气中最可靠和成本较低的方法之一。该方法的吸收效果和经济性与化学吸收剂有很大的关系，常见的化学吸收法有热钾碱法，氨水法和醇胺法等。目前普遍认为化学吸收法是工艺上较为成熟的处理方法，而最受人关注的化学吸收法是醇胺法和氨水吸收法，醇胺是目前燃煤电厂烟气中脱除用到最广泛的吸收剂，而氨水被认为是吸收能力最强，最具潜力的吸收剂。
图3 碳捕集技术工艺流程图
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