طرق لالتقاط ثاني أكسيد الكربون

لحماية البيئة والحد منثاني أكسيد الكربون للحد من الانبعاثات، ابتكر البشر شتى الطرق. اليوم، قدم اللاعب الشاب نيوريديت طرقًا لالتقاط غاز ثاني أكسيد الكربون. في الوقت الراهن، تُعد تقنية التقاط ثاني أكسيد الكربون ناضجة، وضغطه ليس بالأمر الصعب. مع ذلك، لا تزال حقول النفط المهجورة ومناجم الغاز الطبيعي أو طبقات الملح (التكوينات الملحية) بحاجة إلى تقييم وتطوير. هذا إجراء مؤقت، مجرد ممارسة انتقالية قبل التطوير الكامل لتقنيات منخفضة الكربون. ومع ذلك، لا يزال أمام التسويق التجاري شوط طويل، ولم تظهر بعد مرافق إعادة التدوير والتخزين واسعة النطاق. فيما يلي بعض الممارسات المتعلقة بالكيمياء.

الغاز (أو الدخان) الناتج بعد الاحتراق: غاز المداخن ليس فقطثاني أكسيد الكربونولكن أيضًا النيتروجين والأكسجين وبخار الماء، ولذلك يجب فصلها. الطريقة الشائعة هي استخدام الأمين كمذيب لامتصاص ثاني أكسيد الكربون ثم إطلاقه بالتسخين. بهذه الطريقة، يكون ثاني أكسيد الكربون نقيًا بدرجة كافية ويمكن تخزينه مباشرةً دون معالجة. ومع ذلك، يتطلب هذا النهج استهلاكًا للطاقة. حاليًا، يُستهلك ما يقرب من 25% من طاقة محطة توليد الطاقة، لذلك لا توجد حتى الآن مرافق نقل تجارية واسعة النطاق. تشمل الطرق الأخرى استخدام تقنية الأغشية الرقيقة لفصل الغازات أو استخدام المواد الصلبة الماصة، وكلها تتطلب تطوير مواد جديدة ولا تزال في مرحلة البحث. هناك تقنية جديدة محتملة أخرى (الحلقة الكيميائية) تعتمد على طريقة التدوير الكيميائي، وهي إنتاج أكاسيد المعادن أولًا عن طريق تفاعل جزيئات مسحوق المعدن مع الأكسجين، ثم إدخال أكاسيد المعادن إلى غرفة الاحتراق. عندما يتفاعل الفحم، يتأكسد الكربون لإنتاج ثاني أكسيد الكربون، وتعود أكاسيد المعادن إلى المعدن. لا يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون النقي فحسب، بل يمكن أيضًا إعادة تدوير المعدن. تمنع هذه الطريقة دخول الهواء أو الأكسجين النقي، وتستغل أكاسيد المعادن بشكل غير مباشر لتوفير الأكسجين، متجاوزةً بذلك مشكلة تنقية الغاز. عند استخدام البترول أو الغاز الطبيعي، يسهل فصل بخار الماء الناتج. مع ذلك، تتطلب هذه الطريقة من المهندسين تصميمًا دقيقًا ومعالجة الأضرار الناجمة عن احتكاك المعادن الصلبة وأكاسيدها في غرفة التفاعل وخط أنابيب النقل. تتضمن إعادة التدوير الكيميائي تفاعل المعادن مع الأكسجين في الهواء لتكوين أكاسيد. تُدخل هذه الأكاسيد إلى غرفة الاحتراق حيث تخضع لتفاعلات الأكسدة والاختزال مع الفحم، مُنتجةً ثاني أكسيد الكربون النقي ومعادن مُختزلة قابلة لإعادة التدوير.

طريقة التقاط ما قبل الاحتراق

تتضمن هذه الطريقة عدم حرق الفحم بالكامل أولاً لإنتاجأول أكسيد الكربونيُضاف الهيدروجين (المعروف بغاز الماء)، ثم يُضاف البخار وأول أكسيد الكربون لإجراء تفاعل تحويل غاز الماء (تفاعل تحويل غاز الماء). ينتج عن ذلك الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. يُزال ثاني أكسيد الكربون عن طريق الامتزاز، ويُستخدم الهيدروجين المتبقي كوقود. يهدف هذا الأسلوب إلى فصل ثاني أكسيد الكربون لتقليل الطاقة المستهلكة. ولا يزال من الضروري تطوير أداة مناسبة لاستخدام الهيدروجين كوقود.

المعيار الوطني لثاني أكسيد الكربون

تعتمد هذه الطريقة أساسًا على احتراق الأكسجين النقي أو البترول أو الغاز الطبيعي. يحتوي غاز المداخن على كمية زائدة من الأكسجين، ويمكن إعادة تدويره. تكمن الميزة في أن الناتج النهائي هو ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء فقط. مع ذلك، فإن إنتاج الأكسجين النقي يستهلك طاقة كبيرة، ويحتاج تصميم الفرن إلى تحسين.