在所有的节能合成氨工艺中，脱碳系统的改进是其主要的节能措施之一，因为脱碳系统的节能比例占总节能的40左右。合成氨脱碳方法基本上都采用溶液吸收方法，具体分为物理吸收法、化学吸收法、物理化学吸收法三类。常用的脱碳方法有水洗法、碳酸丙烯酯法、谢列克索法、热钾碱法、甲烷化法、铜洗法、低温甲醇洗法、双活化剂法等。其中热钾碱法又分为原始热钾碱法、改良砷碱法、改良热钾碱法、催化热钾碱法、空间位阻胺法等。改良热钾碱法又称本菲尔法，采用热的改良碳酸钾水溶液吸收气相中的二氧化碳，它分为典型的改良热钾碱法、采用蒸汽喷射法四级闪蒸的改良热钾碱法、采用蒸汽压缩机压缩的改良热钾碱法、变压再生的改良热钾碱法等。
事实上，在大多数节能合成氨工艺中，采用热泵法脱碳是其*主要的节能措施之一。热泵法脱碳的工艺流程是针对二段吸收、二段再生的典型法基本流程的缺点改进而来。从典型法可以看出，贫液从再生塔底直接出来，用于吸收塔则嫌温度高，若不冷却，必然会导致热量损失；而低变气出口温度也较高。因此，可以利用低变气为热源，以冷凝液为介质，并使此蒸汽通过闪蒸槽和蒸汽压缩机，此蒸汽和从再生塔底部出来的贫液在闪蒸槽闪蒸出的二次蒸汽一起经蒸汽压缩机加压后送到再生塔底部。这样通过回收低变气和贫液的热量，既使再生塔得到的蒸汽量增加，溶液再生更完全，又使贫液在通过闪蒸槽后温度降低。
吸收塔底部出来的富液在通过水力透平回收能量后，压力降低直接引到再生塔顶，由于富液压力降低，温度也有所下降，富液中CO2和水蒸气在再生塔顶部就有部分被闪蒸出来，然后富液沿再生塔填料下流，与自下而上的蒸汽逆流接触，同时进行传质和传热，液相中CO2不断被汽提出来，碱液从而得到再生成为贫液，*后贫液从再生塔底部流出，通过闪蒸槽降温后分两路分别进入吸收塔的中部和顶部。显然，热泵法脱碳工艺的核心是采用蒸汽压缩机，通过蒸汽压缩机的抽吸和加压，以消耗较小机械能的代价，获得了大量的再生所需热量，并很好地回收了低变气和贫液的热量，达到了能量综合利用和节能降耗的双重目的。
离心式蒸汽压缩机特点适用于直接压缩蒸汽的压缩机类型有活塞式、罗茨式、螺杆式、轴流式、离心式和混流式等六种，目前在化工领域使用较多的是离心式压缩机，热泵法脱碳系统中的蒸汽压缩机也是离心式压缩机。一般地，离心式蒸汽压缩机主要有如下特点：
（1）压缩介质特殊。蒸汽压缩机的压缩介质为含有少量CO2的水蒸气，因此机内温度和温升都较高，且对气动部件有防腐要求，这是一般的气体压缩机所不及的。由于机内温度高，设计时要选用能耐高温的优质材料，尤其要注意壳体在高温下不能因热膨胀引起异常变形，同时应注意高温会引起振动、热应力以及降低材料的许用应力，另外对轴承、齿轮等要加强润滑并使润滑油得到很好的冷却。由于机内温升高，设计时应考虑温升对机器各部分间隙的影响，特别是当转动部件与静止部件材料不同时，更应注意热膨胀的影响。由于CO2的腐蚀性，设计时要求气动部件防腐。
（2）进口装有喷水装置，以消除蒸汽过热。
（3）采用一级半开式、悬臂、三元、离心式叶轮，因此通流能力大、效率高。
（4）采用可调进口导叶和叶片扩压器，以便于调节负荷和减小压缩机体积。
（5）采用电机驱动、齿轮增速器增速，且增速比高。
（6）采用迷宫密封、强制给油润滑、公共底座及联锁仪表控制系统。
（7）工作转速高、单级压缩比大、单级功率大，设计制造时要高度注意机组振动问题。
（8）机组为整体组装式结构，即压缩机、增速器、电机和油站等组装在一起，便于整体装运和安装。
