二氧化碳的捕捉方法

為了保護環(huán)境，減少二氧化碳排放，人類想出了各種各樣的方法。今天紐瑞德特氣小編月月就為大家介紹一下二氧化碳氣體的捕捉方法。二氧化碳的捕捉目前算是成熟的科技，接著壓縮應(yīng)不困難，但是透過船只或管線輸送，儲存到地底下廢棄的油田和天然氣礦場或含鹽層(saline formation)，仍需評估和發(fā)展。這乃是權(quán)宜之計，只是成熟的低碳科技發(fā)展成型前的過渡作法。即便如此，離商業(yè)化仍有距離，現(xiàn)在仍未見這種大型的回收與儲存設(shè)施。以下簡單介紹幾種與化學(xué)有關(guān)的作法。

燃燒后捕捉法

燃燒之后產(chǎn)生的廢氣(或稱煙道氣；flue gas)不是只有二氧化碳，還包括氮氣、氧氣和水蒸氣等等，因此需要將之分離，常見的作法是利用胺類的化合物做為溶劑來吸收二氧化碳，之后透過加熱釋放出來，如此所得到的二氧化碳已經(jīng)夠純，不需再處理而可直接儲存。但這個作法是需要耗費能量的，目前大約要花掉發(fā)電廠25%的能量，因此仍無大型商轉(zhuǎn)設(shè)施。其它的作法包括利用薄膜的科技進行氣體的分離，或者是使用固體的吸附劑，這些都需要新材料的開發(fā)，仍在研究階段。另有一具潛力的新技術(shù)，使用化學(xué)循環(huán)法(chemical looping)，如圖二所示，先使用金屬粉末顆粒與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生金屬的氧化物，再將金屬的氧化物通入燃燒室，此時煤炭與之進行反應(yīng)，碳被氧化產(chǎn)生二氧化碳，金屬氧化物則被還原變回金屬，不但產(chǎn)生的二氧化碳很純，得到的金屬還可循環(huán)使用。這個方法避開通入空氣或是純的氧氣，間接的利用金屬氧化物來提供氧，也就避開氣體純化的問題。若是使用石油或天然氣，產(chǎn)生的水蒸氣要分離不會困難。不過這個方法牽涉到固體金屬以及金屬氧化物摩擦反應(yīng)腔體和輸送管道造成的損害問題，仍須工程師的設(shè)計來克服。化學(xué)循環(huán)法利用金屬先與空氣中的氧反應(yīng)成其氧化物，再將金屬的氧化物通入燃燒室，與煤炭進行氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生純的二氧化碳以及可再循環(huán)使用的還原態(tài)金屬。集中供氣系統(tǒng)

燃燒前捕捉法

這種方法是先將煤炭進行不完全燃燒，產(chǎn)生一氧化碳和氫氣(稱為水煤氣)，接著通入水蒸氣與一氧化碳進行水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)(water-gas shift reaction；)，產(chǎn)生氫氣和二氧化碳，透過吸附移除二氧化碳，剩下的氫氣則做為燃料。此法面臨的課題，包括二氧化碳的分離，降低此法耗費的能量，以及設(shè)計適用氫氣做為燃料的機具，這些都仍須研發(fā)。氣瓶閥

燃氧捕捉法(oxyfuel capture)

此法基本上需要用純的氧氣與石油或天然氣進行燃燒，產(chǎn)生的煙道氣因仍含有過多的氧氣，會循環(huán)使用，好處是最終只會產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣。然而制造純的氧氣是很耗能的，爐具的設(shè)計也仍須改進。

文章來源：紐瑞德氣體網(wǎng)站