人類想出了各種各樣的方法來保護環(huán)境,減少二氧化碳的排放。今天,紐瑞德特小將介紹
了捕捉二氧化碳氣體的方法。目前,捕獲二氧化碳是一項成熟的技術,然后壓縮并不難。
然而,廢棄的油田和天然氣礦山或鹽層通過船舶或管道運輸儲存。(saline formation),仍
然需要評估和發(fā)展。這是一個權宜之計,只是低碳技術成熟發(fā)展和形成之前的過渡實踐。
即便如此,商業(yè)化還有很長的路要走,這種大規(guī)模的回收儲存設施還沒有出現(xiàn)。以下是一
些與化學相關的實踐。
燃燒后捕捉法
燃燒后產(chǎn)生的廢氣(或煙道氣);flue gas)這不僅僅是二氧化碳,還包括氮氣、氧氣和水蒸
氣,因此需要分離。常用的方法是用胺作為溶劑吸收二氧化碳,然后通過加熱釋放二氧化
碳,這樣得到的二氧化碳就足夠純凈了,可以直接儲存,不需要處理。但是這一做法需要
能量消耗,目前大約需要25%的電廠能量,因此仍然沒有大型的商業(yè)轉移設施。其它方法
包括利用薄膜技術將氣體分離出來,或者使用固體吸附劑,這些都需要新材料的開發(fā),仍
然處于研究階段。另外一項潛在的新技術,采用化學循環(huán)法(chemical looping),如圖2所
示,金屬氧化物首先通過金屬粉末顆粒和氧反應產(chǎn)生,然后將金屬氧化物進入燃燒室。
當煤反應時,碳氧化產(chǎn)生二氧化碳,金屬氧化物恢復到金屬,不僅產(chǎn)生非常純的二氧化
碳,而且金屬可以回收利用。該方法避免了進入空氣或純氧,間接利用金屬氧化物提供
氧氣,從而避免了氣體純化的問題。若采用石油或天然氣,產(chǎn)生的水蒸氣不難分離。但
是這種方法涉及到固體金屬、金屬氧化物摩擦反應腔和輸送管道造成的損壞,仍然需要
工程師來設計和克服?;瘜W回收利用金屬與空氣中的氧氣反應成氧化物,然后將金屬氧
化物進入燃燒室,與煤炭進行氧化還原反應,產(chǎn)生純二氧化碳和可回收的還原金屬。
燃燒前捕捉法
這種方法是先不要完全燃燒煤炭,產(chǎn)生一氧化碳和氫氣(稱為水煤氣),然后進入水蒸氣和
一氧化碳進行水煤氣轉化反應。(water-gas shift reaction;),產(chǎn)生氫氣和二氧化碳,通過
吸附去除二氧化碳,剩余的氫氣作為燃料。這種方法面臨的主題,包括二氧化碳的分離,
減少這種方法消耗的能量,設計適合氫氣作為燃料的工具,仍然需要開發(fā)。
燃氧捕捉法(oxyfuel capture)
這種方法基本上需要用純氧氣、石油或天然氣燃燒。煙道氣仍然含有過多的氧氣,可以回
收利用。優(yōu)點是最終只產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣。但是制造純氧非常耗能,爐子的設計還需
要改進。
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