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二氧化碳捕集、封存與利用技術

2015-09-24

近年來,溫室效應加劇問題使環境與經濟可持續發展面臨嚴峻的挑戰。二氧化碳捕集、封存與利用技術是一項新興的、具有大規模二氧化碳減排潛力的技術,有望實現化石能源的低碳利用,被廣泛認為是應對全球氣候變化、控制溫室氣體排放的重要技術之一。

《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》將“主要行業二氧化碳、甲烷等溫室氣體的排放控制與處置利用技術”列入環境領域優先主題”;《國家“十二五”科學和技術發展規劃》、《中國應對氣候變化科技專項行動》、《國家“十二五”應對氣候變化科技發展專項規劃》均將“二氧化碳捕集、利用與封存技術”列為重點支持、集中攻關和示范的重點技術領域。現簡單介紹二氧化碳捕集、封存與利用技術,供大家對該技術進行了解參考。

一、技術簡介

CO2捕集技術,簡單來說就是將原本排至大氣層的CO2收集起來,方便以后的輸送和封存。根據捕集原理和技術方法的不同,通常將CO2的捕集技術分為四種:燃燒前捕集、富氧燃燒、化學鏈燃燒技術以及燃燒后捕集。

CO2封存技術,就是為了避免CO2進入大氣層,采取一定技術手段將原本排放大氣的CO2捕集起來,然后輸送至地底或海洋深處進行封存。目前研究與應用的CO2封存技術有地質封存、海洋封存和礦石碳化。

CO2在化工合成上的應用:CO2除了成熟的化工利用(例如合成尿素、生產碳酸鹽、阿司匹林、制取脂肪酸和水楊酸及其衍生物等)以外,現在又研究成功了許多新的工藝方法,例如合成甲酸及其衍生物,合成天然氣、乙烯、內烯等低級烴類,合成高分子單體及進行共聚,制成高分子材料等。CO2合成碳酸二甲酯、CO2加氫合成甲醇及CO2加氫合成二甲醚是當前CO2化工合成的三大應用發展方向。

CO2在農業上的應用:CO2作為一種廉價的原料,可用于蔬菜、瓜果的保鮮貯藏和糧食的貯藏。另外,CO2作為人工降雨劑,用于飛機在高空噴灑固態的CO2,可以使空氣中水蒸氣冷凝,形成人工降雨。當前利用CO2代替傳統的農藥作殺蟲劑,也在研究之中。

二、總結

隨著研究的不斷深入和多種新興技術的成熟,CO2捕集成本將進一步降低,并為CO2捕集與封存技術的大規模部署做出貢獻。在現有的幾類CO2捕集技術中,燃燒后捕集技術和富氧燃燒捕集技術適用于現有CO2排放源的改造,有望較早實現工業化應用。

比較理想的地質封存環境是無商業開采價值的深部煤層(并促進煤層天然氣回收)、油田(并促進石油回收率)、枯竭天然氣田、深部咸水含水地層。封存深度一般要在800 m 以下,該深度的條件可使CO2處于高密度的液態或超臨界狀態。地質封存是CO2封存最為經濟可行并且環境上可接受的方案。

實現CO2的資源轉化,不僅能生成有機燃料,合成其他有機化工原料,中間體或有機化工產品,同時還可以減少由其他化工原料反應而帶來的環境污染問題。


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