Currently, post-combustion carbon capture (PCC) is the only industrial CO2 capture technology that is already demonstrated at full commercial scale in the TMC Mongstad in Norway (300,000 tonnes per year CO2 captured) and BD3 SaskPower in Canada (1 million tonnes per year CO2 captured). This paper presents a comprehensive review of the most recent information available on all aspects of the PCC processes. It provides designers and operators of amine solvent-based CO2 capture plants with an in-depth understanding of the most up-to-date fundamental chemistry and physics of the CO2 absorption technologies using amine-based reactive solvents. Topics covered include chemical analysis, reaction kinetics, CO2 solubility, and innovative configurations of absorption and stripping columns as well as information on technology applications. The paper also covers in detail the post build operational issues of corrosion prevention and control, solvent management, solvent stability, solvent recycling and reclaiming, intelligent monitoring and plant control including process automation. In addition, the review discusses the most up-to-date insights related to the theoretical basis of plant operation in terms of thermodynamics, transport phenomena, chemical reaction kinetics/engineering, interfacial phenomena, and materials. The insights will assist engineers, scientists, and decision makers working in academia, industry and government, to gain a better appreciation of the post combustion carbon capture technology.

The excessive energy consumed restricts the application of traditional postcombustion CO2 capture technology and limits the achievement of carbon-neutrality goals. Catalytic-rich CO2 amine regeneration has the potential to accelerate proton transfer and increase the energy efficiency in the CO2 separation process. Herein, we reported a Ce-metal–organic framework (MOF)-derived composite catalyst named HZ-Ni@UiO-66 with a hierarchical structure, which can increase the CO2 desorbed amount by 57.7% and decrease the relative heat duty by 36.5% in comparison with the noncatalytic monoethanolamine (MEA) regeneration process. The composite catalyst of the CeO2 coating from the UiO-66 precursor on the HZ-Ni carrier shows excellent stability with a long lifespan. The HZ-Ni@UiO-66 catalyst also shows a universal catalytic effect in typical blended amine systems with a large cyclic capacity. The HZ-Ni@UiO-66 catalyst effectively decreases the energy barrier of the CO2 desorption reaction to reduce the time required to reach thermodynamics, consequently saving the energy consumption generated by water evaporation. This research provides a new avenue for advancing amine regeneration with less heat duty at low temperatures.