روش‌های جذب دی‌اکسید کربن

برای حفاظت از محیط زیست و کاهشدی اکسید کربن انتشار گازهای گلخانه‌ای، انسان‌ها انواع روش‌ها را ابداع کرده‌اند. امروزه، بازیکن جوان، نیوردیت، روش‌های جذب گاز دی‌اکسید کربن را معرفی کرده است. در حال حاضر، جذب دی‌اکسید کربن یک فناوری بالغ است و فشرده‌سازی آن دشوار نیست. با این حال، میدان‌های نفتی متروکه و معادن گاز طبیعی یا لایه‌های نمکی توسط کشتی‌ها یا خطوط لوله حمل و ذخیره می‌شوند (تشکیل نمک)، هنوز نیاز به ارزیابی و توسعه دارد. این یک اقدام موقت است، صرفاً یک عمل انتقالی قبل از توسعه و شکل‌گیری بالغ فناوری‌های کم کربن. با این حال، تجاری‌سازی هنوز راه درازی در پیش دارد و چنین تأسیسات بازیافت و ذخیره‌سازی در مقیاس بزرگ هنوز پدیدار نشده‌اند. در ادامه برخی از روش‌های مرتبط با شیمی آمده است.

گاز (یا دود) تولید شده پس از احتراق: گاز دودکش نه تنهادی اکسید کربن، بلکه نیتروژن، اکسیژن و بخار آب را نیز شامل می‌شود و بنابراین نیاز به جداسازی دارد. روش رایج، استفاده از آمین به عنوان حلال برای جذب دی اکسید کربن و سپس آزاد کردن آن با حرارت دادن است. به این ترتیب، دی اکسید کربن به اندازه کافی خالص است و می‌تواند مستقیماً بدون تصفیه ذخیره شود. با این حال، این رویکرد نیاز به مصرف انرژی دارد. در حال حاضر، تقریباً 25٪ از انرژی نیروگاه مورد نیاز است، بنابراین هنوز هیچ تأسیسات انتقال تجاری در مقیاس بزرگ وجود ندارد. روش‌های دیگر شامل استفاده از فناوری لایه نازک برای جداسازی گازها یا استفاده از جاذب‌های جامد است که همه آنها نیاز به توسعه مواد جدید دارند و هنوز در مرحله تحقیق هستند. یکی دیگر از فناوری‌های جدید بالقوه (حلقه شیمیایی) که روش چرخه شیمیایی را اتخاذ می‌کند این است که اکسیدهای فلزی ابتدا با واکنش ذرات پودر فلز با اکسیژن تولید می‌شوند و سپس اکسیدهای فلزی وارد محفظه احتراق می‌شوند. هنگامی که زغال سنگ واکنش می‌دهد، کربن اکسید می‌شود تا دی اکسید کربن تولید کند و اکسیدهای فلزی به فلز باز می‌گردند. نه تنها دی اکسید کربن بسیار خالص تولید می‌شود، بلکه فلز نیز قابل بازیافت است. این روش می‌تواند از ورود هوا یا اکسیژن خالص جلوگیری کند و به طور غیرمستقیم از اکسیدهای فلزی برای تأمین اکسیژن استفاده کند و در نتیجه از مشکل تصفیه گاز جلوگیری کند. در صورت استفاده از نفت یا گاز طبیعی، جداسازی بخار آب تولید شده دشوار نیست. با این حال، این روش هنوز هم نیاز به طراحی و غلبه مهندسان بر آسیب‌های ناشی از اصطکاک فلزات جامد و اکسیدهای فلزی در محفظه واکنش و خط لوله انتقال دارد. بازیافت شیمیایی شامل واکنش فلزات با اکسیژن موجود در هوا برای تشکیل اکسیدها است. این اکسیدهای فلزی سپس وارد محفظه احتراق می‌شوند و در آنجا تحت واکنش‌های اکسیداسیون-احیا با زغال سنگ قرار می‌گیرند و دی اکسید کربن خالص و فلزات احیا شده قابل بازیافت تولید می‌کنند.

روش جذب پیش از احتراق

این روش شامل این نیست که ابتدا زغال سنگ را به طور کامل بسوزانیم تا ...مونوکسید کربنو هیدروژن (که به عنوان گاز آب شناخته می‌شود) و سپس وارد کردن بخار و مونوکسید کربن برای واکنش تبدیل گاز آب. (واکنش جابجایی آب-گاز؛) هیدروژن و دی اکسید کربن تولید می‌شوند. دی اکسید کربن از طریق جذب سطحی حذف می‌شود و هیدروژن باقی مانده به عنوان سوخت استفاده می‌شود. موضوع این روش شامل جداسازی دی اکسید کربن برای کاهش انرژی مصرفی توسط این روش است. هنوز توسعه ابزاری مناسب برای هیدروژن به عنوان سوخت ضروری است.

استاندارد ملی برای دی اکسید کربن

این روش اساساً نیاز به احتراق اکسیژن خالص، نفت یا گاز طبیعی دارد. گاز دودکش هنوز حاوی اکسیژن اضافی است و می‌توان آن را بازیافت کرد. مزیت این روش این است که در نهایت فقط دی اکسید کربن و بخار آب تولید می‌شود. با این حال، تولید اکسیژن خالص بسیار انرژی‌بر است و طراحی کوره باید بهبود یابد.