近年來(lái)，許多國(guó)家開展鋼鐵工業(yè)CO2捕捉與封存（CCS）技術(shù)研究。在CCS成本中，CO2捕捉成本約占70%，因此，降低CO2捕捉成本是CCS首先要解決的問(wèn)題。目前鋼廠開發(fā)的CO2捕捉工藝主要以化學(xué)吸收法和物理吸附法為主，并在試驗(yàn)規(guī)模取得成本降低的效果。
化學(xué)吸收法是利用CO2氣體呈酸性的特點(diǎn)，用弱堿性物質(zhì)進(jìn)行吸收，然后加熱使其解吸，從而達(dá)到分離CO2的目的。目前典型的化學(xué)吸收劑有烷基醇胺、氨水、熱鉀堿溶液等，CO2回收率能達(dá)到90%，純度能達(dá)到99%以上，但吸收劑解吸CO2時(shí)需加熱升溫，能耗比其他CO2回收技術(shù)要高，例如采用MEA作為吸收劑時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)CO2分離回收能耗約為4.0GJ/tCO2。因此，開發(fā)低成本化學(xué)吸收法除了吸收劑外，低能耗也是工藝開發(fā)的關(guān)鍵之一。
基于此，新日鐵住金開發(fā)了ESCAP（能源節(jié)約CO2吸收工藝）低能耗CO2分離工藝，采用的吸收劑是新日鐵住金與日本地球環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)（RITE）、日本東京大學(xué)合作COCS項(xiàng)目時(shí)聯(lián)合開發(fā)的新型胺液RN，原料氣為煉鐵廠的高爐煤氣，解吸熱為煉鐵廠內(nèi)尚未利用的低品位余熱。
為了驗(yàn)證此工藝，新日鐵住金首先于2005年在君津廠4號(hào)高爐建設(shè)了CO2回收量為1t/d的CAT1試驗(yàn)裝置，用于分離捕捉高爐煤氣中的CO2。CAT1試驗(yàn)成功后，于2010年又建設(shè)了CO2回收量為30t/d的試驗(yàn)裝置CAT30（1年可回收1萬(wàn)tCO2），試驗(yàn)時(shí)根據(jù)設(shè)定的工藝條件對(duì)吸收劑性能進(jìn)行了改良，將CO2吸收能力提高30%，同時(shí)降低了CO2再生溫度，已將工藝能耗從最初的4.0降到了2.3GJ/tCO2，下降了40%以上，未來(lái)目標(biāo)是降到2.0GJ/tCO2，即CO2單位分離成本降到2000日元/（t1日元≈0.05RMB）。
ESCAP系統(tǒng)主要由吸收塔、再生塔和再沸器構(gòu)成，其中吸收塔吸收CO2，再沸器加熱吸收液，再生塔使CO2再生。作為化學(xué)吸收法分離CO2的工藝，ESCAP工藝的優(yōu)點(diǎn)是再生溫度低，當(dāng)再生溫度為95℃時(shí)，CO2回收率可達(dá)到90%，因此鋼廠內(nèi)110℃以下的低品位蒸汽也可用于CO2再生。另外，新開發(fā)的胺液對(duì)設(shè)備腐蝕較小，當(dāng)設(shè)備采用的鋼種為SS400和CORTEN時(shí)，在原料氣和凈化氣處沒(méi)有腐蝕，在再生塔入口和再生塔出口稍有腐蝕。
目前新日鐵住金已經(jīng)接到了一套ESCAP商業(yè)化設(shè)備訂單，訂購(gòu)方為日本AirWaterInc公司，該公司計(jì)劃在新日鐵住金的室蘭廠建設(shè)液化CO2生產(chǎn)車間，回收煉鐵廠熱風(fēng)爐廢氣中的CO2，預(yù)計(jì)液化CO2產(chǎn)量為120t/d。