少水溶剂体系应用于燃烧后CO2捕集研究进展

郑晨

中国石化工程建设有限公司

0 引言

全球气候变暖将引发海平面上升等极端自然气候灾害［1-4］。温室气体的排放被认为是导致全球气候变暖的主要原因，研究表明CO2对于温室效应的影响占所有温室气体影响的77%［5］。CO2在大气中浓度（体积分数）在1750年工业革命之前为280×10-6，至2005年达369×10-6。若不加以控制，大气中CO2浓度预计在2100年将会达750×10-6［6］。IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）发布的2021年气候变化报告指出目前全球地表平均温度较工业化前高出约1 ℃。目前大气中CO2浓度处于200万年来最高点，如果不立即、迅速、大规模地减少温室气体排放，将难以实现未来将全球温升控制在1.5 ℃甚至2.0 ℃的目标。世界各主要国家均提出控制CO2排放的目标和举措，中国也提出CO2排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和的“双碳”目标。

CCUS（碳捕集、利用与封存）技术受到广泛关注，被认为是实现碳中和的重要保底手段［7］。从CO2排放来源看，煤电厂及工业生产中化石燃料燃烧产生的CO2排放占总量的60%［8］。针对燃烧后烟道气中的CO2进行捕集是降低温室气体排放直接有效的手段。燃烧后CO2捕集的方法包括化学吸收、物理吸收、固体吸附［9］和膜分离［10］等。由于烟道气中CO2分压只有10 kPa左右，化学吸收法效果最好也应用最广。其中，最具代表性的MEA（单乙醇胺）水溶液吸收法于1930年被应用于分离天然气和氢气中的CO2，并最早于20世纪80年代在美国应用于电厂烟道气CO2捕集小试。经过多年研究，业内相继开发出一级胺（如MEA）、二级胺（如DEA（二乙醇胺））、三级胺（如MDEA（甲基二乙醇胺））和空间位阻胺（如AMP（2-氨基-2-甲基-1-丙醇））等有机胺吸收剂，并已形成百万吨级CO2捕集技术工业应用。

化学吸收法的技术核心问题是溶剂再生能耗高。过去10年来，有关少水溶剂体系捕集CO2的研究报道呈增长态势［11-13］。该类体系依靠氨基或类似官能团与CO2分子发生化学反应并结合，由于溶剂环境在一定程度上脱离了水，该类体系具有很多独特的物理化学性质。部分少水溶剂体系已被证明在降低能耗方面具有实现变革的能力，然而大多数体系仍只停留在研究阶段。由于缺乏足够的工业试验数据支撑，以及对新体系基本规律的认识，少水溶剂体系用于燃烧后捕集CO2的可行性受到质疑。相较水溶液体系，少水溶剂体系普遍被认为存在吸收CO2速率低、耐水性能差，需要采用特殊工艺和专有设备导致费用更加昂贵等问题。近年来，大量针对少水溶剂捕集CO2的研究工作证实了上述观点存在着一定误解，如：通过实验室或中试规模的工作证实了一些少水溶剂体系具备超预期的吸收速率；普遍证实了少水溶剂体系中存在一定程度水平衡，具备必要的耐水性能。

本文研究内容涵盖分子水平的机理研究，实验室、中试、工业示范规模的实验研究，工艺与工程层面能耗与物耗研究，重点关注少水溶剂体系特殊的物理化学性质，以及如何更好地利用这些性质实现相较有机胺水溶液更低的能耗和更高的CO2捕集效率，讨论CO2传质速率、水耐受性以及与当前工业装置匹配性等问题。通过分析公开发表的实验研究结果，探讨少水溶剂用于CO2燃烧后捕集的可行性，提出目前少水溶剂的局限性，并对需要进一步研究的方向提出建议。

1 少水溶剂体系概念和基本理化性质

少水溶剂体系主要包括采用有机胺与非水有机溶剂（助溶剂）混合而成的体系、离子液体或离子液体与非水有机助溶剂混合而成的体系［11］。该类溶剂往往具有吸湿性，其应用于燃烧后捕集CO2时，由于燃烧后的烟道气中含有饱和水，难以实现严格无水的溶剂环境，故以少水描述更为准确。

大部分少水溶剂体系依靠氨基与CO2之间化学作用达到更好的CO2吸收性能，尤其在低CO2分压下。在选择有机胺种类时，反应热是重要的参考指标，而CO2捕集过程反应热越低越好则是一种认识上的误区。Mathias等［14-15］通过流程模拟的方法研究了若干种受到重点关注的有机胺，分析了各种胺吸收CO2的能力（以CO2分压表征，分压越低表明吸收能力越强）和反应热的关系，并把热力学参数与工艺参数（如循环速率）相结合。研究表明，吸收CO2过程化学反应热在60 ～ 70 kJ/mol最适合：反应热过高，溶剂再生需要更高的解吸热和解吸温度，增加了能耗并提高了有机胺降解速率；反应热过低，吸收CO2速率更低，需要更高的溶剂循环速率，提高了工艺输送能耗和溶剂再生负荷，并导致更多的溶剂损失。研究最终筛选出了MDEA、TEA（三乙醇胺）、AMP、MEA、PZ（哌嗪）等性能优异的有机胺。

反应热和溶剂循环速率之间的关系对于少水溶剂和水溶液体系均适用，本文着重探讨有机胺与非水溶剂混合体系。MEA、AMP和DEA水溶液是较为成熟的CO2化学捕集体系，其对CO2化学结合能力强、吸收速率高，适用于低CO2分压气源脱碳。应用这些有机胺水溶液捕集CO2仍存在解吸能耗高、有机胺降解速率高、腐蚀性强等相似的问题［16］，但受限于水溶液环境，这些问题难以得到有效解决。通过改变溶剂环境，采用更为适合的有机溶剂替代水，尽管会降低有机胺与CO2的化学结合能力，降低解吸温度，但能减弱腐蚀性，可在一定程度上解决上述水溶液存在的问题。

用醇类有机溶剂替换水，形成MDEA-甲醇［17］、TEA-乙醇［18］、DEA-EG（乙二醇）［19］等混合溶剂体系，是公开报道的最早的少水溶剂体系。这些混合溶剂首先被用于天然气净化工艺中，由于气源中CO2分压很高，改用该类体系后增强了溶剂对CO2的物理溶解能力，从而提升了CO2吸收容量。Song等［20-21］研究了CO2在MEA的EG或PEG（聚乙二醇）少水混合溶剂中的溶解度；Tan等［22］研究了CO2在MEA的TEG（二缩三乙二醇）无水混合溶剂中的溶解度；Zheng等［23-24］研究了CO2在AMP的EG或TEG无水溶剂体系中的溶解度，并探讨该类溶剂在低CO2分压场景中的应用；Barzagli等［25-27］用AMP/PZ的EGME（乙二醇一甲醚）和15%水溶液体系吸收CO2；Barzagli等［28］将AMP与DEA、MDEA、MMEA（2-甲氨基乙醇）与DIPA（二异丙醇胺）混合胺溶解在有机溶剂乙二醇、1,2-丙二醇、甲醇等中，研究其吸收CO2性能。这些少水溶剂体系虽然组成不同，但是有许多相同点：①都是选择有机胺和非水有机溶剂（助溶剂）组合，吸收、解吸过程中完全互溶；②选择的非水溶剂对CO2都具有更高的物理溶解度，增加吸收容量；③添加非水溶剂减弱了吸收剂与CO2的结合能力，吸收速率更低，但解吸能耗更低，所需解吸温度更低。

Barzagli等［29］通过研究发现IPMEA（2-（异丙基氨基）乙醇）、MMEA、EMEA（2-乙氨基乙醇）、BZMEA（2-苄基氨基乙醇）、BUMEA（2-（叔丁氨基）乙醇）等有机胺捕集CO2时不需要添加其他助溶剂，原因是其在实验温度范围内，与CO2形成的氨基甲酸盐本身为液体，可以溶解在自身液相中。Chen等［30-32］研究了EMEA和三级胺DEEA（二乙氨基乙醇）、MDEA的非水混合溶剂体系应用于CO2捕集的情况，这是首次采用三级胺作助溶剂。研究表明，尽管三级胺与CO2之间难以形成化学键，DEEA通过夺取EMEA碳酸中间体中的质子参与了化学吸收过程，相较甘醇类溶剂（如TEG、DEG），该体系进一步提高了CO2平衡溶解度。部分有机胺少水溶剂体系气液平衡数据和机理研究见表1。

表1 部分有机胺少水溶剂体系相关研究

2 少水溶剂体系的独特性质

各种有机胺水溶液体系的基本性质由水主导，因此有着相似的物理、化学性质，而少水溶剂体系中的每一种溶剂都是独特的，在与吸收CO2相关的主要物理性质（如相态、黏度、挥发性等）、热力学性质（如热导率、比热容、溶解度等）以及化学反应热和动力学上表现出很大的差异。其中，有些性质差异对CO2捕集性能是不利的，如少水溶剂通常黏度更高、热导率更低，影响吸收效率；相反，有些性质则可以被利用来提升捕集性能、降低过程能耗，如高CO2物理溶解度促进传质、减弱胺与CO2结合能力易于再生、产生分相降低溶剂再生负荷等。由此本文尝试讨论如何最大化利用少水溶剂体系独特的理化性能。

2.1 物理溶解度更高

CO2为非极性分子，而水分子极性通常高于醇类、甘醇类等有机溶剂分子，根据相似相溶原理， CO2在非水有机溶剂中的物理溶解度通常高于水。少水溶剂体系黏度往往显著高于水溶液体系，比如40 ℃时甘醇类黏度为0.02 ～ 0.03 Pa·s，而离子液体在该温度下能达到1 Pa·s以上。溶液黏度越高，越不利于CO2在其中的传质，较差的传质性能导致需要更大的吸收塔尺寸来补偿，从而导致投资及占地面积增加。通常认为，少水溶剂体系的高黏度是高能效和经济性的障碍，然而一些研究结果表明，更高的物理溶解度能够在一定程度上抵消黏度带来的负面影响。Mathias等［42］对比测量了少水离子液体体系的动力学表现，通过湿壁塔测试1,8-diazabicyclo[5.4.0]-undec-7-ene(DBU)-正己醇和1-((1,3-dimethylimidazolidin-2-ylidene)amino)propan-2-bol(IPADM-2-BOL)两种离子液体溶剂吸收CO2的动力学性能，结果表明，在相同传质推动力下，测得的液相膜传质系数与MEA-PZ水溶液基本相当。此外，研究发现少水溶剂体系具有与水溶液体系相反的吸收速率随温度变化趋势：通常情况下，在水溶液体系中温度升高有利于提高传质速率，而在少水溶剂体系中低温有利于提高传质速率，这是由于物理溶解度随温度的降低而提高。该研究表明，当少水溶剂体系用于化学吸收CO2时，其溶剂作用类似CO2物理吸收剂，更高的CO2物理溶解度促进了氨基与CO2结合动力学。相似的情况在其他少水溶剂体系（如MDEA、MEA、AMP的醇类或甘醇类混合溶剂，1,1,3,3-四甲基胍-正己醇等）的研究中都有报道［17-24,43-46］。

少水溶剂体系超出预期的传质性能和相反的速率温度变化关系可以提升CO2捕集效率和经济性。参考物理吸收溶剂的操作条件，使用少水化学吸收溶剂时若将吸收塔操作温度控制得更低（40 ℃以下），可以提高CO2在溶剂中的物理溶解度，进而促进整体吸收动力学。而在较低温度下，原料气表观体积流量更低，设备的尺寸可以更小；更低的原料气进料温度可以冷凝气体中更多的水分，从而降低少水溶剂体系操作中水的聚集，提升了溶剂稳定性，间接降低解吸塔再沸器负荷［47-48］。虽然降低操作温度需要增加循环水消耗，甚至需要采用小型制冷装置，但是这些投入相较吸收塔尺寸的减小和再生负荷降低所带来的经济收益是值得的。

2.2 胺与CO2结合能力减弱

研究发现，有机胺与有机溶剂少水或非水混合体系吸收CO2的机理表现出一定程度上的相似性［22-24,49］。如式（1）所示，气态CO2首先物理溶解于溶剂中，根据相似相容原理，CO2在有机溶剂中的溶解度通常较水中高。如式（2）所示，氨基通过亲核进攻可逆地与溶解的CO2结合，形成氨基甲酸酯。如式（3）所示，氨基甲酸酯不稳定，进一步发生脱质子反应生成更稳定的烷基碳酸盐以及质子化的基团。

在有机胺水溶液中，伯胺或仲胺与水分子可作为B分子参与脱质子反应，对于具有空间位阻效应的胺和三级胺，主要是水分子参与［50］。在水溶液中，式（3）中形成的烷基碳酸盐RNHCOO-还会进一步发生水解反应最终形成/。而在少水溶剂体系中，非水溶剂部分参与脱质子，非水溶剂的脱质子能力通常弱于水分子；/离子较难稳定存在于弱电解质中，最终产物以烷基甲酸盐为主。综合以上因素，导致在少水溶剂体系中胺与CO2的化学结合作用通常弱于水溶液中。

Shen等［51］在少水溶剂体系AEP/1-丙醇/H2O中利用13C NMR分析吸收CO2过程中物种的分布情况，验证了上述机理，揭示了氨基甲酸盐与1-丙醇反应形成烷基甲酸盐的过程。Barzagli等［26］通过使用非水有机胺-醇吸收剂，采用AMP、DEA、MDEA等胺类物质与乙二醇、1,2-丙二醇、甲醇和乙醇进行混合，并利用13C NMR分析了反应中的吸收产物，结果表明：吸收过程中氨基甲酸酯大部分转化为烷基碳酸盐，而烷基碳酸盐相较/具有更低的稳定性，在低温下更容易分解从而实现溶剂再生。

少水溶剂体系的吸收机理反映到溶解度规律下，表现为在更低的解吸温度下（低于100 ℃），同种有机胺在非水溶剂中的CO2负载量远低于在水溶液中的负载量（CO2分压相同）［22-26,47］。水基的溶剂再生温度通常高于100 ℃，而少水溶剂体系可以在低于100 ℃温度下解吸，从而降低能耗，降低有机胺的降解速率，工艺上也可考虑改用更低品位热量作为再生器热源。由于少水溶剂体系减弱了有机胺与CO2的结合作用，导致三级胺（如MDEA）吸收CO2的速率过低，通常MDEA配合MEA或AMP等具有较高吸收速率的胺［28,30-32,38］。

2.3 相变降低能耗

液体有机胺溶液与CO2反应倾向形成氨基甲酸酯或碳酸氢盐，这些产物通常溶解于溶剂中。现阶段最常用的吸收剂是均相吸收剂。然而在一些条件下，可以利用物理相态改变来降低溶剂再生能耗。国内外很多研究团队利用这个特点开发了相变CO2吸收剂，其主要原理是将聚集了富CO2溶剂的固相或分层液相分离出来，单独进行热再生，从而大幅减少进入解吸塔的物料，降低解吸能耗。目前相变吸收剂主要分为液固相变、固液相变等［52-53］。

3 少水溶剂体系工业化面临的问题

当前，针对少水溶剂体系的研究主要集中在实验室或中试阶段，研究结果展现出了其应用于CO2捕集的良好潜力。但在小规模的实验研究中，有些重要的因素往往被忽视或难以验证，其转向工业应用尚存在不确定因素。

3.1 耐水性

作为燃烧后捕集CO2的对象，烟道气中饱和水的含量占到7% ～ 10%，而少水溶剂常常具有吸湿性，气相中的水会进入到少水溶剂中产生积累，达到一定浓度时会限制乃至消除少水溶剂体系的优势。因此，水平衡的管理策略对于少水溶剂体系应用于燃烧后捕集十分关键。采用脱水设施对烟道气中的水进行脱除是不经济的，不仅投资大，操作能耗也会显著提高，这就需要少水溶剂体系自身对水具有足够的耐受性。但并非所有的少水溶剂体系都具有足够的满足实际工业应用需要的耐水性能：在一些溶剂中，过量水累积有可能引起溶剂的水解和加剧化学降解；对于另一些溶剂，水分子能使溶剂中与CO2结合的官能团质子化，从而影响捕集性能［54］。

已有学者展开针对少水溶剂体系的耐水性能和水平衡管理策略的研究［29,47,55-58］，这些研究具有相似之处，即：在实验的初始阶段，采用纯无水溶剂吸收含饱和水的富CO2气体，在初始的一段时间里（数十个小时），溶剂中水含量会逐渐升高，之后达到一个相对稳定的水平衡状态，水含量不再增加。

在某些条件下，少量水的存在对CO2捕集起到促进作用。Mathias等［47］研究表明水的存在使得溶剂对CO2的结合能力增强，从而降低溶剂循环量。这种强络合作用被认为通过生成碳酸氢盐或是通过强氢键作用实现。另外，在解吸塔中，少量水的蒸发也可以降低CO2在气相中的分压，以促进CO2的解吸。有机溶剂导热性能通常弱于水，而有水的存在可以增强导热性能从而减小换热面积。

大量实验研究表明，很多少水溶剂体系都具有一定的耐水性能，在一些条件下水甚至有利于捕集性能。这些研究证明了少水溶剂体系应用于CO2燃烧后捕集不需要增设代价高昂的脱水设施，也解除了所有少水溶剂体系不能用于有水存在的场合的误解。

3.2 抗发泡性

在CO2捕集技术工业应用中，发泡现象一直是一项挑战。该现象在有机胺水溶液体系经常出现，其会引起填料塔液泛、雾沫夹带等现象，进而出现溶剂损失、解吸不完全、塔压波动等问题，严重时会导致工艺性能大幅下降。大部分水溶液体系需要使用添加剂来抑制发泡，少水溶剂体系的相关研究还比较少。Lail等［58］的研究表明少水溶剂体系没有发泡现象。Barzagli等［29］采用纯的BUMEA和含饱和水的烟气，开展连续吸收（50 ℃）和解吸（100 ～ 120 ℃）试验，达到稳态后也未观察到发泡现象。ION Engineering公司和GE公司的少水溶剂经过中试验证了抗发泡性能，然而出于商业技术保密，中试详情并未有公开文献报道。研究表明，少水溶剂体系较高的黏度、低表面张力、高密度的特性对发泡起到抑制作用，相较有机胺水溶液体系，少水的烷基醇胺体系具有更强的抗发泡性能。

3.3 耐腐蚀性

工业应用中流体的腐蚀性对装置投资以及实现长周期的安全、稳定运行有着重大影响。对于腐蚀性介质，设备和管道通常选用合金钢、不锈钢材质。在CO2捕集工艺技术中，CO2溶解在水溶液中反应生成碳酸盐是引起钢材腐蚀的首要因素［59］。一般涉及水溶液的设备、管道都采用不锈钢材质来减轻腐蚀的影响，而低腐蚀性的溶剂吸收体系可以选用较低等级的钢材。少水溶剂体系因较低的水含量降低了碳酸的浓度，被预测相比水溶液体系腐蚀性更低。进一步研究表明，一些有机胺和非水溶剂起到抗腐蚀剂的作用，证实了其腐蚀性更低的观点［60］。Maginn［61］研究了少水溶剂体系的抗腐蚀性，实验表明对于同一类的少水溶剂体系，碳钢和不锈钢均表现出相同的抗腐蚀性能。虽然该研究只是在实验室内做了有限一段时间的试验，但是对其他少水溶剂体系的相关研究起到了启发作用。ION Engineering公司在解吸塔内开展了超过1 100 h腐蚀试验，结果表明其开发的少水溶剂相较MEA水溶液在相同的条件下具有更低的腐蚀性。

3.4 溶剂稳定性

溶剂稳定性包括耐SOx、耐NOx、耐氧化降解性、耐热解性等。由于少水溶剂体系处在早期研究阶段，针对其稳定性的研究十分有限。目前有学者针对硫化物（COS、CS2、SO2）对少水溶剂体系的影响进行了研究，但几乎未见到对NOx的研究报道。大多数有机胺水溶液体系在溶剂热再生过程中伴随着有机胺的氧化降解和热降解，其中常用的几种有机胺和它们之间的混合胺降解速率有许多研究报道，研究表明，温度是决定降解速率最重要的指标［62-63］。相较水溶液体系，一些少水溶剂体系能够在更低的温度下实现CO2解吸，理论上胺降解的速率更低，然而目前仍然缺乏相关文献报道。总之，在化学稳定方面，相关的研究并不充分。

挥发损失对于少水溶剂体系是至关重要的，体现在经济性和对环境的影响两方面。溶剂的损失主要在吸收塔，全部的烟道气都需要在吸收塔中与溶剂接触并从顶部离开。溶剂部分挥发并随着气相主体被带出，也有部分液相被气相夹带。另一个损失的环节位于再生塔，在加热的条件下溶剂更易挥发并随解吸的CO2气相从塔顶排出，然而此部分溶剂会随着CO2经历冷凝、压缩等工艺过程，重新液化分离循环回用。鉴于大部分少水有机溶剂均具有一定程度的挥发性，对于任何少水溶剂体系，工艺设计时均需要考虑设置溶剂减排和回收设施。

3.5 溶剂费用

由于少水溶剂体系溶剂费用高于水，其成本通常高于水溶液。此外，研究报道中的很多溶剂，如各种类型离子液体等是实验室为开展研究专门合成，在没有批量工业生产的前提下，其价格高昂。尽管如此，针对CO2捕集技术而言，溶剂对于装置能耗降低的贡献相比其本身费用更为重要。

Bara［64］测算数据显示，若采用MEA水溶液捕集1座550 MW燃煤电厂排放烟气中的CO2，溶液的循环量约为4 000 t/h（未包括年损耗量）。在分析了包括MEA、PZ和位阻胺AMP在内的一些有机胺产能情况后，认为作为最便宜、最易于合成的有机胺，MEA的合成原料NH3和环氧乙烷都是排名世界前50的化工品，其可能是唯一适合大规模工业化的有机胺。Bara强调，一些先进的有机胺（如PZ）、位阻胺（如Ks-1、AMP）的合成方法和产能尚存在不确定性，且合成过程的副产物并没有市场需求。

4 发展方向

CO2捕集技术的特殊性，使得单纯的捕集过程经济性完全取决于碳税价格和能耗成本，而碳税价格某种程度上又取决于全社会捕集平均成本，这就让低能耗、低成本的新型捕集技术一直拥有实现变革的机遇。近年来，少水溶剂体系用于CO2燃烧后捕集受到广泛关注，很多机构和学者也开展了大量的研究工作。醇胺水溶液捕集CO2的研究已超过70年，且已在百万吨级CO2捕集装置中实现了工业应用，少水溶剂体系能否挑战甚至颠覆传统的醇胺水溶液体系仍需要进一步的研究，尤其是进行到工业示范规模的研究。根据全球碳捕集与封存研究院2021年发布的研究报告，按照NASA（美国航空航天局）提出的技术成熟度评级标准，少水溶剂在化学吸收法技术中成熟度提升最快（见表2），在新一代技术中有望率先实现大规模工业化。

表2 化学吸收法捕集CO2技术成熟度评级

对少水溶剂体系的研究，应关注CO2物理溶解度、吸收动力学性能和低能耗的解吸过程，最大化发挥其独特的物理化学性质。目前，少水溶剂捕集CO2的过程中，CO2如何进出溶剂、如何在液相中形成化学键、溶剂的结构变化如何反映到CO2成键结构的变化、非离子向离子的转变，这些反应过程仍知之甚少，应进一步深入研究，从分子水平理解少水溶剂环境与CO2之间的相互作用机理。

少水溶剂体系在使用过程中，可以采用传统水溶液体系化学吸收工艺和设备，但是，为发挥少水溶剂体系最优异的性能，吸收塔、换热器、解吸塔等关键设备应采用全新的工艺流程和工程设计理念。以吸收塔为例，由于少水溶剂黏度普遍较高，传统的填料或板式塔对少水溶剂体系并不是最优的选择，超重力设备、中空纤维或片式膜接触器、微反应器等对于处理高黏度流体有着更好的效果。同时，一些少水溶剂体系在吸收CO2过程中，其物理性质和聚集态会随CO2负载量变化而变化，吸收塔也应分段设计以适应物性的变化，以进一步提升性能。少水溶剂体系的工艺操作条件也应进行优化：一些少水溶剂体系在低温下呈现出相对更好的传质性能，可以借鉴传统物理吸收工艺操作条件（如低温甲醇洗等），将吸收塔的操作温度控制得更低，尽管额外的冷能带来设备投资和操作能耗的增加，但是与其带来的收益是相当的；而在解吸过程中，很多少水溶剂体系可以在更低的操作温度下实现更高的CO2解吸率。

5 结论

本文回顾了部分国内外针对少水溶剂体系用于燃烧后CO2捕集的有代表性的研究结果，虽然现有研究结论仍无法完全消除关于该技术可行性的争论，但这些研究展现了此类溶剂一些优异的CO2捕集性能：超预期的传质性能、低能耗的解吸工艺、更好的抗发泡性以及更低的腐蚀性等。

少水溶剂缺乏耐水性能、黏度高影响传质速率、生产成本高以及潜在的污染物排放对环境的负面影响是其受到质疑的主要原因。离子液体的黏度通常达到1 Pa·s，采用现有的工艺与工程技术处理起来难度较大，且其大规模合成较为困难，其污染物排放对环境的负面影响更为显著，因此认为离子液体单独作为少水溶剂距离工业应用更远。有机胺和非水有机溶剂（助溶剂）混合而成的少水溶剂体系黏度为0.01 ～ 0.05 Pa·s，可采用现有的工艺与工程技术进行处理，更具经济性，其污染物排放有成熟的净化技术，有可能更早地实现大规模工业应用。

开发CO2捕集新技术的最终目标是实现涵盖能耗、溶剂损耗的综合捕集成本最低。作为溶剂法燃烧后捕集CO2技术的前沿新兴领域，少水溶剂体系的研究工作尚需进一步完善。中试及工业侧线规模的研究至关重要，它们将验证少水溶剂体系存在的一些不确定因素，为大规模的工业应用奠定基础。少水溶剂体系捕集CO2技术并不限于处理燃烧后的烟道气，在天然气净化、生物质气体或燃烧前气体处理等领域也具有应用潜力。