刘文超
沈阳环境科学研究院 辽宁省沈阳市 110179
摘要:本篇文章对国内外二氧化碳的减排技术进行了深入的了解,论述了二氧化碳分离的方法和减排技术的相关路线。通过了解二氧化碳的资源化利用相关措施和封存技术,进一步的对二氧化碳减排技术的发展进行了展望。
关键词:二氧化碳;减排;分离;封存
引言
现阶段,随着我国城镇化和工业化的持续推进能源的大量消耗,对于环境的污染也造成了一定的影响,我国在建立具有中国特色的生态文明社会时遇到了极大的挑战。我国对于工业废气当中的二氧化碳回收利用研究比较晚,工业化利用技术相对落后和国际发展当中具有一定的差距,本篇文章对国内国外的二氧化碳减排技术和整体的发展进行了相关的论述。
1 二氧化碳分离技术
1.1 化学吸收分离法
在工业应用当中,化学吸收是比较常见的一项技术,碳酸钾、醇胺、氨水经常被当作吸收剂,碳酸钾在吸收二氧化碳的过程当中,是在液相中完成的,整体的吸收速度比较缓慢,为了提高吸收的效率,可以在溶液当中添加有机活化剂。应用氨水法能够有效提高吸收效率,进一步得到纯度较高的二氧化碳。为了得到更加稳定的碳酸氢钠,可以在氨水碳化的过程当中增加催化剂,经过土壤分解之后可以得到碳酸。为了提高二氧化碳整体的吸收效率可以应用醇胺法,MEA和DIPA是早期的吸收剂,整体的物理性质不太稳定,在具体应用的过程当中,会对设备造成一定的腐蚀,从而提高了工艺技术的操作成本。随着科技的快速发展,N-甲基二乙醇胺得到了进一步的推广,广泛的应用于二氧化碳回收技术当中,整体的稳定性比较好,对设备造成的腐蚀程度比较低,但是也有一个缺点,就是吸收剂的粘度比较大,在气体传导的过程当中速度会比较慢,吸收的效率也比较低。随着复合型醇胺吸收剂得到了广泛的关注,许多研究中心都对此进行了深入的研究,进一步的为二氧化碳工业化的发展奠定了良好的基础。
1.2物理分离法
在物理分离法当中包括吸附分离、低温分离技术、膜分离技术。吸附分离技术在具体应用的过程当中,需要借助多孔固体颗粒,以此才能够进行选择性的吸收,使得混合物可以进行很好的分离。在工业领域当中,吸附分离技术的应用比较广泛,现阶段对吸附剂进行研究,膜分离技术普遍被认为是一种低能耗的技术,整体的操作流程比较简单。低温分离技术在整体运用的过程当中,主要会利用二氧化碳的液化特性,在低温的情况下,对气体进行短时间的冷却或者是压缩。近几年来二氧化碳超临界萃取技术得到了突破性的发展,二氧化碳作为原料,更好的参与到了化学产品的合成当中,充分的对二氧化碳资源进行了利用。
2 二氧化碳减排主要技术路线
2.1 燃烧后二氧化碳减排技术路线
该项技术路线在具体实践的过程当中,烟气会直接排入到二氧化碳的回收装置当中,具体的操作会针对烟机的雾化特性,选择适合的分离技术,对二氧化碳进行回收。化学吸收法回收率比较高,选择性比较广泛,对于二氧化碳的纯度利用比较高,整体的技术特点呈现出了可回收性和可持续性。二氧化碳减排技术线路在整体应用的过程当中,二氧化碳会进行分离回收,一直放置到能源系统当中的尾部,并不会对原能源系统进行影响。
2.2富氧燃烧二氧化碳减排技术路线
富氧燃烧二氧化碳减排技术在具体应用的过程当中,主要的原材料是纯阳或者是纯二氧化碳。
纯氧和其他的燃料在炉内的温度会比较高,最高的温度可以达到3545摄氏度,一般的材料在这种高度条件下会很难以承受。氧气在具体处理的过程当中,通过二氧化碳的加入能够有效的降低化学反应的剧烈程度,释放大量的热量。燃烧之后会得到水、二氧化碳以及少量的氧气,为了去除其中的水,可以用冷凝法,从而可以得到更高浓度二氧化碳。该技术现在整体音乐的过程当中,能够从空气当中将氧气进行分离,在通常情况下,氧气的需求量会根据实际情况进行适当的调整,采用吸附法对氧气进行分离是比较经济可行的。
2.3燃烧前二氧化碳减排技术路线
在燃烧之前,通过应用二氧化碳减排技术,能够将化石燃料和空气进行充分的结合,合成相应的气体之后,能够得到氧化碳和氢气。在处理混合气体的过程当中,可以直接将一氧化碳转化成二氧化碳,这个时候的混合气体主要成分是二氧化碳和氢气,二氧化碳的浓度为15~%65%。
3 二氧化碳的资源化利用
在农业发展的过程当中,为了保持蔬菜和瓜果的新鲜程度经常会用到二氧化碳,具体的原理是提高了空气当中的二氧化碳分压,以此可以有效抑制瓜果的呼吸程度,降低瓜果的新陈代谢,阻止瓜果发芽,暂缓瓜果老化。在进行光合作用的过程当中,二氧化碳是主要的原料,通过应用二氧化碳做肥料,在一定程度上能够有效提高作物的抗病能力,促进农作物早熟,具有比较明显的增产作用。在工业发展的过程当中,二氧化碳普遍的应用饮品行业,作为食品的添加剂,除此之外,也可以应用到灭火剂、烟草、膨化剂到其他的方面。最近几年,相关研究中心对二氧化碳的进行了开发和研究,使得二氧化碳应用防震泡沫塑料领域当中,生产厂家生产出越来越高质量的产品。
4 二氧化碳的封存技术
在食品工业以及化工原料当中,虽然没有对二氧化碳的具有特殊的要求,整体的用量在推广的过程当中微乎其微,不能从根本上改变二氧化碳的排放量。在未来的发展过程当中,需要大规模的减少二氧化碳的排放,充分的利用二氧化碳,实现能源的持续发展。对二氧化碳进行回收,将二氧化碳压缩到临界状态,将整体运输到地底,注入到地质结构当中。现阶段,二氧化碳在存储的过程当中,需要充分的挖掘有潜力的地质结构,保护即将枯竭或者是已经枯竭的盐水层、深煤层和海洋。通过注入二氧化碳,能够充分利用能源,取代甚至是超过采油技术,挖掘出更多的原油,但是由于目前的技术水平有限,应用中还存在一些问题,因此大规模的应用效果和前景仍有待于继续考察。
5 结束语
我国的二氧化碳排放量已经位居世界第二位,并且还在不断的增长随着经济的快速发展,我国二氧化碳减排问题有待进一步的解决。在众多的分离技术当中,选择最适合的技术对二氧化碳进行应用,有些技术虽然科技水平较高,但是并不具备可观的经济可行性。随着科学技术的快速发展,社会会越来越进步,许多技术都有可能成为现实,也会得到更为广泛的推广。现阶段,为了进一步提高二氧化碳可接受的水平,需要应用更为先进的技术,在油藏当中注入二氧化碳,在一定程度上可以提高采油收率。站在可持续发展的角度来看,通过对能源的结构进行调整,可以用低碳燃料或无碳能源替代现有化石燃料,才是减少二氧化碳排放的最终手段。
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