Himnutækni og kolefnishandtaka

Kolvakning vísar til tækni sem dregur úr losun koltvísýrings (CO2) með því að fanga, skilja og geyma hana. Það er áhrifarík leið til að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda og draga úr styrk CO2.

Kolefnisupptökutækni er fyrst og fremst flokkuð í þrjár gerðir: framan - endahandtaka, að aftan - endatökur og Biocapture.

1. Framan - End Capture

Þetta felur fyrst og fremst í sér að skilja CO2 frá brennslugasstraumum við orkuvinnslu. Sem dæmi má nefna post - brunaupptöku í kolum - reknar og jarðgasvirkjanir, og fyrir - brunaupptöku í lofttegundum kol- rekin virkjanir. Algengasta framhliðin - End Capture aðferð er efnafræðileg frásog, sem felur í sér að leysa CO2 í leysi og losa hana síðan úr leysinum með hitun og þrýstingsbreytingum. Ammoníak er algengt leysiefni sem bregst við CO2 til að mynda stöðugt efnasamband, sem síðan er aðskilið með því að hita til að endurheimta CO2.

2. aftur - End Capture

Þetta tekur fyrst og fremst CO2 frá losun frá notkunarheimildum, þar með talið brennslu lofttegundum (svo sem ofni útblástur frá stál- og sementframleiðslu) og útrásar lofttegundir frá efnaplöntum. Meðal aftur - lokatækni eru algengust líkamleg aðsog og himnaaðskilnaður. Líkamleg aðsog notar aðsoganleg efni (svo sem virkt kolefni) til aðsogs CO2 og losa það við viðeigandi þrýsting og hitastig. Aðskilnaður himnunnar notar hálfgerðar himnur til að aðgreina og hreinsa CO2 út frá stærð og eiginleikum CO2 sameinda samanborið við aðrar gassameindir.

3. Biocapture

Þessi aðferð notar fyrst og fremst plöntur og sjávarlífverur til að taka upp CO2 og umbreyta henni í lífmassa eða þörungaolíu. Plöntur umbreyta CO2 í lífræn efni með ljóstillífun og geyma það sem lífmassa. Önnur aðferð felur í sér að nota þörunga til að taka upp CO2 í andrúmsloftinu og umbreyta henni í þörungaolíu, sem hægt er að nota til að framleiða lífeldsneyti og þar með handtaka og nota CO2.

Aðrar aðferðir fela í sér líffræðilega kolefnishandtöku, ljósritunar kolefnishandtöku, kolefnissíun kolefnis og vatnaskipta kolefnishandtaka.

Meðal margra kolefnisstöngunaraðferða, býður kolefnisöflunartækni með himnur, þar á meðal mikil orkunýtni, samningur og samþættur búnaður, auðveldur rekstur, mikil skilvirkni og umhverfisvænni.

Himnutækni er gasaðskilnaðartækni byggð á sértækri gegndræpi himna. Þessi sértæka gegndræpi er fyrst og fremst fenginn úr eðlisfræðilegum og efnafræðilegum eiginleikum himnurefnisins, svo sem svitahola, yfirborðseiginleika og efnasamsetning. Á sviði kolefnishandtaks skilur himnatækni í raun koltvísýring frá öðrum lofttegundum með því að nýta mun á stærð gas sameinda, þéttleika og hvarfvirkni.

Þegar gasblöndu sem inniheldur koltvísýring kemst í snertingu við himnu, fara koltvísýringssameindir, vegna minni stærð og hærri gegndræpi, helst í gegnum himnurvegginn. Aðrar gassameindir, svo sem köfnunarefni og súrefni, eru geymdar með himnurefninu vegna stærri stærð eða minni gegndræpi. Þessi sértæka aðskilnaðarbúnaður byggður á sameindastærð og gegndræpi gerir himnutækni mjög árangursrík við kolefnisupptöku.

Að auki felur gangverk himnutækni einnig í sér samskipti milli gassameinda og himnunnar. Þessar milliverkanir, þar með talin intermolecular van der Waals sveitir, rafstöðueiginleikar og vetnistengi, ákvarða sameiginlega dreifingarhraða gassameinda í gegnum himnuna og skilvirkni aðskilnaðar.

Á sviði kolefnishandtaka notar himnutækni fjölbreytt úrval himna, hvert með sín einstöku einkenni. Byggt á eiginleikum himnurefnisins og notkun þess er hægt að flokka himnutækni í porous himnur, þéttar himnur og blandaðar fylkishimnur.

1. porous himnur

Ólífræn porous himnur, svo sem keramikhimnur og málmhimnur, bjóða framúrskarandi stöðugleika, hitastig viðnám og tæringarþol og hafa víðtækar notkunarhorfur í kolefnishandtöku. Vegna mikils undirbúningskostnaðar og tæknilegra erfiðleika, stendur stór - mælikvarða á ólífrænum porous himnum enn frammi fyrir áskorunum.

Aftur á móti bjóða lífrænar porous himnur, svo sem fjölliða blokkir örveruhimnur og hitauppstreymi himnur, bætt filmu - sem myndar eiginleika og mikla CO2 aðskilnaðarafköst. Þessi himnaefni ná fram skilvirkum CO2 aðskilnaði með því að hámarka ókeypis rúmmál sem myndast með uppsöfnun sameindahluta. Samt sem áður standa lífrænar porous himnur einnig frammi fyrir áskorunum eins og háum stórum - myndunarkostnaði og næmi fyrir öldrun, sem krefst frekari hagræðingar og endurbóta.

2. Þéttar himnur

Aðallega úr háu - sameinda - þyngd fjölliður, ná þessum himnum aðgreiningu í gegnum frjálsa rúmmál sem myndast með uppsöfnun sameindahluta. Fjölliða himnaefni í atvinnuskyni eru meðal annars sellulósa asetat (CA) himnur, pólýímíð (PI) himnur og pólýetýlenoxíð (PEO) himnur. Þessi himnaefni hafa ákveðna notkunarmöguleika á sviði kolefnishandtöku, en einnig þarf að bæta árangur þeirra enn frekar.

3.

Sem ný tegund himnaefnis hefur það vakið mikla athygli á sviði kolefnis handtöku. Með því að blanda porous nanofillers með framúrskarandi koltvísýringi með fjölliðum, var blandað fylki himna með báðum filmum - myndandi eiginleika og framúrskarandi afköst koltvísýrings aðskilnaðar. Þetta himnurefni hefur ekki aðeins skilvirkan afköst koltvísýrings aðskilnaðar, heldur hefur hann einnig góðan stöðugleika og tæringarþol, sem veitir nýjar hugmyndir um þróun kolefnishandtaka tækni.

Himnutækni hefur veruleg einkenni og kosti á sviði kolefnishandtaka.

(1) Himnutækni hefur mikla skilvirkni og getur skilað á skilvirkan hátt koltvísýring og aðrar lofttegundir til að ná háum - hreinleika koltvísýrings. Það hjálpar til við að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu.

(2) himnutækni hefur litla orkunotkun. Í samanburði við hefðbundnar efnafræðilegar frásog og eðlisfræðilegar aðsogsaðferðir þurfa himnutækni ekki að nota mikið magn af efnafræðilegum hvarfefnum og leysiefnum, sem dregur úr orkunotkun og losun úrgangs.

(3) Himnutækni er einnig auðvelt í notkun og auðvelt að gera sjálfvirkan og stöðugt framleiða. Það getur bætt skilvirkni og stöðugleika kolefnis handtöku og dregið úr handvirkum íhlutun og rekstrarkostnaði.

(4) Himnutækni hefur minni áhrif á umhverfið. Þar sem það þarf ekki að nota mikið magn af efnafræðilegum hvarfefnum og leysum, dregur það úr hættu á umhverfismengun og losun úrgangs.

Það eru margar mismunandi leiðir til að beita himnutækni á sviði kolefnis handtöku, sem nær yfir iðnaðarúrgangsgasmeðferð, kol - skotið virkjanir og jarðgasvirkjanir, flutninga og loftkælingarkerfi.

(1) Í meðferð með gasi úrgangs getur himnatækni í raun aðskilið og fanga koltvísýring frá úrgangsgasi og dregið úr losun gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu. Það veitir sterkan stuðning við orkusparnað og lækkun á losun í iðnaðarframleiðsluferlum.

(2) Í stórum losunarheimildum eins og kolum - reknar virkjanir og jarðgasvirkjanir, hefur himnatækni einnig víðtækar notkunarhorfur. Með því að setja upp kolefnisupptöku tæki er hægt að taka og aðskilja koltvísýring frá þessum losunarheimildum á áhrifaríkan hátt til að ná til að ná markmiðum um lækkun á losun.

(3) Á flutningssviði er hægt að beita himnutækni til útblástursmeðferðar bifreiða til að fanga og draga úr losun koltvísýrings. Með vinsælum nýjum orkubifreiðum og þróun lágs - kolefnisflutninga verða notkunarhorfur himnatækni á flutningsreitnum víðtækari.

(4) Himnutækni getur einnig gegnt mikilvægu hlutverki við að byggja upp loftkælingarkerfi. Með því að fanga og endurvinna koltvísýring í loftinu inni í byggingunni getur himnutækni dregið úr háð ytra lofti og þar með sparað orku og dregið úr losun koltvísýrings.

Þróunarþróun himnutækni á sviði kolefnishandtaka mun sýna eftirfarandi einkenni: Í fyrsta lagi stöðug nýsköpun og hagræðing himna til að bæta skilvirkni aðskilnaðar og stöðugleika koltvísýrings; Í öðru lagi, stórt - mælikvarða og eflingu himnutækni til að draga úr kostnaði við kolefnisupptöku og bæta efnahagslegan ávinning; Í þriðja lagi, samþætting og samruna himnatækni við aðra tækni, svo sem efnafræðilegan frásogsaðferð, eðlisfræðilega aðsogsaðferð og aðra tækni, til að mynda skilvirkara og umhverfisvænt kolefnisstöngunartæknikerfi, sem mun stuðla að beitingu og þróun himnatækni á sviði kolefnis handtaka og gera meiri framlag til að koma í veg fyrir loftslagsbreytingar á heimsvísu.