books carbon capture

احتجاز CO2 هو على الارجح يكون أكثر فعالية في المصادر الثابتة، مثل منشآت الوقود الاحفوري الكبيرة أو منشآت الطاقة الحيوية، الصناعات مع انبعاثات CO2 الرئيسية، معالجة الغاز الطبيعي ومحطات الوقود الصناعي والوقود الأحفوري القائم على إنتاج الهيدروجين من النباتات. ، تركيز CO2 ينخفض بشدة كلما تتحرك بسرعة بعيدا عن المصدر. انخفاض التركيز يزيد من كمية التدفق الشامل التي يجب أن تتم معالجته (للطن الواحد من غاز ثاني أكسيد الكربون المستخرج). الهواء يحتوي أيضا على الأكسجين، ولكن على ذلك، تنقية CO2 من الجو، ومن ثم تخزين CO2، يمكن أن تبطئ من دورة الأوكسجين في الغلاف الجوي. [9] CO2 مركزة من احتراق الفحم في الأكسجين النقي نسبيا، ويمكن معالجتها مباشرة. ومع ذلك يمكن أن الشوائب في تيارات CO2 يكون لها تأثير كبير على سلوك مرحلتها، ويمكن أن تشكل تهديدا كبيرا لزيادة تآكل خطوط الأنابيب والمواد جيدا.[10] وفي الحالات التي تكون فيها شوائب CO2 موجودة، وخاصة مع احتجاز على الهواء، سيكون هناك حاجة لعملية التنقية. [11] الكائنات الحية التي تنتج الإيثانول عن طريق التخمي رتنتج CO2 نقية أساسا والتي يمكن ضخها تحت الأرض. [12]

على نطاق واسع، ثلاثة أنواع مختلفة من التقنيات لعمليات التنقية موجودة: في مرحلة ما بعد الاحتراق، ومرحلة ما قبل الاحتراق، والاحتراق l: مرحلة ما بعد الاحتراق: ، تتم إزالة CO2 بعد احتراق الوقود الأحفوري - وهذا هو المخطط الذي سيطبق على الوقود الأحفوري وحرق محطات توليد الكهرباء. هنا، يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن في محطات توليد الطاقة أو غيرها من مصادر ثابتة كبيرة. ومن المفهوم جيدا التكنولوجيا ويستخدم حاليا في التطبيقات الصناعية الأخرى، وإن لم يكن على المستوى ذاته كما قد تكون مطلوبة في محطة للطاقة على نطاق تجاري. ويطبق على نطاق واسع التكنولوجيا لمرحلة ما قبل الاحتراق في الأسمدة والكيماويات والوقود الغازي (H2، CH4)، وإنتاج الطاقة. [14] وفي هذه الحالات، يتأكسد جزئيا الوقود الأحفوري، على سبيل المثال في التغويز. يتم إزاحة الغاز المتزايد الناتج (أول أكسيد الكربون وH2O) إلى CO2 وH2 أكثر. ويمكن احتجاز CO2 الناتجة عن تيار العادمة نقي نسبيا. ويمكن الآن للH2 استخدامه كوقود، تتم إزالة ثاني أكسيد الكربون قبل الاحتراق هناك العديد من المزايا والعيوب بالمقارنة مع الطرق التقليدية لاحتجاز احتراق غاز ثاني أكسيد الكربون. [15] [16] تتم إزالة CO2 بعد احتراق الوقود الأحفوري، ولكن قبل أن يتم التوسع في غازات المداخن إلى الضغط الجوي. يتم تطبيق هذا المخطط إلى محطات جديدة لطاقة الوقود الأحفوري وحرق، أو إلى المصانع القائمة حيث إعادة المحرك هو خيار. القيام بحجز غاز ثاني أكسيد الكربون قبل التوسع، أي من الغاز المضغوط، هو المعيار في تقريبا جميع عمليات الاحتجاز ل CO2 الصناعية، وعلى الصعيد نفسه كما ستكون هناك حاجة لمحطات الطاقة فائدة. [17] [18]

في مرحلة احتراق الوقود [19] يتم حرق الوقود في الأكسجين بدلا من الهواء. يتم تعميمها للحد من درجة حرارة اللهب مما أدى إلى مستويات مشترك خلال الاحتراق التقليدية، وتبريد غاز المداخن وحقنه في غرفة الاحتراق. وغازات المداخن يتكون من غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء بشكل أساسي، وهذه الأخيرة التي يتم تكثيف من خلال التبريد. والنتيجة هي ثاني أكسيد الكربون النقي تقريبا تيار التي يمكن نقلها إلى موقع احتجاز وتخزينها. محطة توليد الكهرباء والتي يشار إليها أحيانا على عمليات تستند إلى oxyfuel الاحتراق ب "صفر انبعاثات" دورات، وذلك لأن تخزين CO2 ليس جزء إزالتها من تيار غاز المداخن (كما في حالات احتجاز الكربون في مرحلة ما قبل وما بعد الاحتراق) ولكن غازات المداخن التيار نفسه. وهناك جزء معين من CO2 المتولدة خلال عمليات الاحتراق تنتهي لا محالة في الماء المكثف. لتبرير تسمية "الانبعاثات الصفر" الماء سوف يكون له بالتالي أن يعامل أو التخلص منها بشكل مناسب. تقنية واعدة، ولكن فصل الهواء الأولي خطوة تتطلب الكثير من الطاقة.

أسلوب بديل التي هي قيد التطوير، هو مادة كيميائية حلقات الاحتراق (CLC). الكيميائية حلقات يستخدم أكسيد المعادن باعتبارها الناقل الأكسجين الصلبة. جسيمات أكسيد المعادن تتفاعل مع وقود صلبة أو سائلة أو غازية في الاحتراق مميعة، وإنتاج الجزيئات المعدنية الصلبة، وخليط من غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. ويتم تكثيف بخار الماء، وترك النقي غاز ثاني أكسيد الكربون ومن ثم يمكن عزلها. يتم تعميم هذه الجزيئات المعدنية الصلبة إلى آخر مميعة، حيث تتفاعل مع الهواء، وإنتاج الحرارة والجسيمات تجديد أكسيد المعادن التي تم تعميمها على الاحتراق مميعة. والبديل من حلقات الكيميائية حلقات الكالسيوم، والذي يستخدم كربونات بالتناوب ثم التكليس من الكالسيوم الناقل أكسيد القائمة باعتبارها وسيلة لالتقاط CO2. [20] وقد قدم مقترحات الهندسة القليلة لهذه المهمة أكثر صعوبة من احتجاز CO2 مباشرة من الجو، ولكن العمل في هذا المجال لا يزال في مراحله الأولى. وتقدر تكاليف الاحتجاز على أن تكون أعلى من مصدره، ولكن قد يكون ممكنا للتعامل مع الانبعاثات من مصادر الانتشار مثل صناعة السيارات والطائرات. [21] والطاقة المطلوبة نظريا لالتقاط الهواء هو فقط ما يزيد قليلا عن الاحتجاز عليه من مصادره، التكاليف الإضافية تأتي من الأجهزة التي تستخدم تدفق الهواء الطبيعي.أثبتت تقنيات الأبحاث العالمية ما قبل النموذج الأولي للتكنولوجيا التقاط الهواء في عام 2007. [22] إزالة CO2 من الغلاف الجوي هو شكل من أشكال الهندسة الجيولوجية بواسطة معالجة غازات الاحتباس الحراري. وتلقى تقنيات من هذا النوع على نطاق واسع التغطية الإعلامية لأنها توفر وعد إيجاد حل شامل لظاهرة الاحتباس الحراري إذا كان من الممكن تقترن تكنولوجيات فعالة تنحية الكربون. فمن المعتاد أن نرى مثل هذه التقنيات المقترحة لالتقاط الهواء، لتلقي العلاج من غازات المداخن. هو أكثر شيوعا اقترح احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في محطات حرق الفحم في الأكسجين المستخرجة من الهواء، وهو ما يعني يتركز عاليا CO2 ولا عملية الغسل أمر ضروري. وفقا لموارد الطاقة في Wallula مركز ولاية واشنطن، من قبل gasifying الفحم، وأنه من الممكن للقبض على حوالي 65٪ من ثاني أكسيد الكربون جزءا لا يتجزأ من فيه، وعزل عنه في شكل صلب. [23]