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化學(xué)循環(huán)法：有效解決二氧化碳捕捉難題


捕獲二氧化碳的方法

為了保護(hù)環(huán)境，減少二氧化碳的排放，人類想出了各種各樣的方法。今天，紐瑞德特小將介紹
了捕獲二氧化碳?xì)怏w的方法。目前，捕獲二氧化碳是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，壓縮起來(lái)并不困難。
然而，廢棄的油田和天然氣礦山或鹽層通過(guò)船舶或管道運(yùn)輸和儲(chǔ)存。(saline formation)，它仍
然需要評(píng)估和發(fā)展。這是權(quán)宜之計(jì)，只是低碳技術(shù)的成熟發(fā)展和形成之前的過(guò)渡實(shí)踐。即便如
此，商業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走，這種大規(guī)模的回收和儲(chǔ)存設(shè)施還沒(méi)有出現(xiàn)。以下是一些與化學(xué)
相關(guān)的實(shí)踐。
燃燒后捕捉法二氧化碳1
燃燒后產(chǎn)生的廢氣(或煙氣)；flue gas)它不僅是二氧化碳，還包括氮?dú)�、氧氣和水蒸氣，因此�?br />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(guò)加熱釋放二氧化碳。這樣，二氧
化碳就足夠純凈，無(wú)需處理即可直接儲(chǔ)存。但這種做法需要能量消耗，目前大約需要25%的電
廠能量，所以仍然沒(méi)有大型的商業(yè)轉(zhuǎn)移設(shè)施。其它方法包括使用薄膜技術(shù)來(lái)分離氣體，或者使
用固體吸附劑，這些都需要新材料的開(kāi)發(fā)，而且還處于研究階段。采用化學(xué)循環(huán)法的另一項(xiàng)潛
在新技術(shù)(chemical looping)，如圖2所示，金屬氧化物首先通過(guò)金屬粉末顆粒與氧反應(yīng)產(chǎn)生，
然后將金屬氧化物進(jìn)入燃燒室。當(dāng)煤炭發(fā)生反應(yīng)時(shí)，碳氧化產(chǎn)生二氧化碳，金屬氧化物恢復(fù)到
金屬中，不僅產(chǎn)生非常純凈的二氧化碳，而且金屬可以回收利用。這種方法可以避免進(jìn)入空氣
或純氧，間接利用金屬氧化物提供氧氣，從而避免氣體純化的問(wèn)題。如果使用石油或天然氣，
產(chǎn)生的水蒸氣不難分離。但這種方法還需要工程師來(lái)設(shè)計(jì)和克服固體金屬、金屬氧化物摩擦反
應(yīng)腔和輸送管道造成的損壞�；瘜W(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，與煤發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生純二氧化碳和可回收還原金屬。
精確配制-01
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(guò)吸附去除二氧化碳，剩余氫氣用作燃料。這種方法的主題包括二
氧化碳的分離，以減少這種方法消耗的能量。仍然需要開(kāi)發(fā)一種適合氫氣作為燃
料的工具。
燃氧捕捉法(oxyfuel capture)
二氧化碳國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
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(guò)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。然而，制造純氧非常耗
能，爐子的設(shè)計(jì)需要改進(jìn)。
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