人類想出了各種各樣的方法來保護(hù)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?xì)怏w的方法。目前,捕獲二氧化碳是一項(xiàng)成熟的技術(shù),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(yùn)輸儲存。(saline formation),仍
然需要評估和發(fā)展。這是一個(gè)權(quán)宜之計(jì),只是低碳技術(shù)成熟發(fā)展和形成之前的過渡實(shí)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(shè)施還沒有出現(xiàn)。以下是一
些與化學(xué)相關(guān)的實(shí)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?dú)?、氧氣和水?/span>
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(zhuǎn)移設(shè)施。其它方法
包括利用薄膜技術(shù)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(xiàng)潛在的新技術(shù),采用化學(xué)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(yīng)產(chǎn)生,然后將金屬氧化物進(jìn)入燃燒室。
當(dāng)煤反應(yīng)時(shí),碳氧化產(chǎn)生二氧化碳,金屬氧化物恢復(fù)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(jìn)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(yīng)腔和輸送管道造成的損壞,仍然需要
工程師來設(shè)計(jì)和克服。化學(xué)回收利用金屬與空氣中的氧氣反應(yīng)成氧化物,然后將金屬氧
化物進(jìn)入燃燒室,與煤炭進(jìn)行氧化還原反應(yīng),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(jìn)入水蒸氣和
一氧化碳進(jìn)行水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)。(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(shè)計(jì)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(diǎn)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(shè)計(jì)還需
要改進(jìn)。
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