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二氧化碳的捕捉方法

发布者:南通市金通气体有限公司    发布时间:2018-06-27
 为了保护环境,减少二氧化碳排放,人类想出了各种各样的方法。今天金通小编就为大家介绍一下二氧化碳气体的捕捉方法。二氧化碳的捕捉目前算是成熟的科技,接著压缩应不困难,但是透过船只或管线输送,储存到地底下废弃的油田和天然气矿场或含盐层(saline formation),仍需评估和发展。这乃是权宜之计,只是成熟的低碳科技发展成型前的过渡作法。即便如此,离商业化仍有距离,现在仍未见这种大型的回收与储存设施。以下简单介绍几种与化学有关的作法。

燃烧后捕捉法

燃烧之后产生的废气(或称烟道气;flue gas)不是只有二氧化碳,还包括氮气、氧气和水蒸气等等,因此需要将之分离,常见的作法是利用胺类的化合物做为溶剂来吸收二氧化碳,之后透过加热释放出来,如此所得到的二氧化碳已经够纯,不需再处理而可直接储存。但这个作法是需要耗费能量的,目前大约要花掉发电厂25%的能量,因此仍无大型商转设施。其它的作法包括利用薄膜的科技进行气体的分离,或者是使用固体的吸附剂,这些都需要新材料的开发,仍在研究阶段。另有一具潜力的新技术,使用化学循环法(chemical looping),如图二所示,先使用金属粉末颗粒与氧气反应产生金属的氧化物,再将金属的氧化物通入燃烧室,此时煤炭与之进行反应,碳被氧化产生二氧化碳,金属氧化物则被还原变回金属,不但产生的二氧化碳很纯,得到的金属还可循环使用。这个方法避开通入空气或是纯的氧气,间接的利用金属氧化物来提供氧,也就避开气体纯化的问题。若是使用石油或天然气,产生的水蒸气要分离不会困难。不过这个方法牵涉到固体金属以及金属氧化物摩擦反应腔体和输送管道造成的损害问题,仍须工程师的设计来克服。化学循环法利用金属先与空气中的氧反应成其氧化物,再将金属的氧化物通入燃烧室,与煤炭进行氧化还原反应,产生纯的二氧化碳以及可再循环使用的还原态金属。

燃烧前捕捉法

这种方法是先将煤炭进行不完全燃烧,产生一氧化碳和氢气(称为水煤气),接著通入水蒸气与一氧化碳进行水煤气转化反应(water-gas shift reaction;),产生氢气和二氧化碳,透过吸附移除二氧化碳,剩下的氢气则做为燃料。此法面临的课题,包括二氧化碳的分离,降低此法耗费的能量,以及设计适用氢气做为燃料的机具,这些都仍须研发。


燃氧捕捉法(oxyfuel capture)

此法基本上需要用纯的氧气与石油或天然气进行燃烧,产生的烟道气因仍含有过多的氧气,会循环使用,好处是最终只会产生二氧化碳和水蒸气。然而制造纯的氧气是很耗能的,炉具的设计也仍须改进。
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