Karbondioksid skrubber



All kunnskapen som mennesket har samlet i århundrer om Karbondioksid skrubber er nå tilgjengelig på internett, og vi har samlet og bestilt den for deg på en mest mulig tilgjengelig måte. Vi vil at du skal kunne få tilgang til alt relatert til Karbondioksid skrubber som du vil vite raskt og effektivt; at opplevelsen din er hyggelig og at du føler at du virkelig har funnet informasjonen om Karbondioksid skrubber som du lette etter.

For å nå våre mål har vi gjort en innsats for ikke bare å få den mest oppdaterte, forståelige og sannferdige informasjonen om Karbondioksid skrubber, men vi har også passet på at utformingen, lesbarheten, lastehastigheten og brukervennligheten til siden være så hyggelig som mulig, slik at du på denne måten kan fokusere på det essensielle, kjenne til all data og informasjon som er tilgjengelig om Karbondioksid skrubber, uten å måtte bekymre deg for noe annet, vi har allerede tatt hånd om det for deg. Vi håper vi har oppnådd vårt formål og at du har funnet informasjonen du ønsket om Karbondioksid skrubber. Så vi ønsker deg velkommen og oppfordrer deg til å fortsette å nyte opplevelsen av å bruke scientiano.com.

En karbondioksidskrubber er et utstyr som absorberer karbondioksid (CO 2 ). Den brukes til å behandle avgasser fra industrianlegg eller fra utåndet luft i livsstøttende systemer som rebreathers eller i romfartøy , nedsenkbare fartøy eller lufttette kamre . Karbondioksid skrubber brukes også i lagret kontrollert atmosfære (CA). De har også blitt undersøkt for karbonfangst og -lagring som et middel til å bekjempe global oppvarming .

Teknologier

Amine skrubber

Den primære anvendelse for CO 2 vasking er 'for fjernelse av CO 2 fra utslippet fra kull- og gassfyrte kraftverk . Nesten den eneste teknologien som blir evaluert seriøst, involverer bruk av forskjellige aminer , for eksempel monoetanolamin . Kalde løsninger av disse organiske forbindelsene binder CO 2 , men bindingen reverseres ved høyere temperaturer:

CO 2 + 2 HOCH 2 CH 2 NH 2 HOCH 2 CH 2 NH 3 + + HOCH 2 CH 2 NHCO 2 -

Fra og med 2009 har denne teknologien bare blitt implementert lett på grunn av kapitalkostnadene ved å installere anlegget og driftskostnadene ved å bruke den.

Mineraler og zeolitter

Flere mineraler og minerallignende materialer binder reversibelt CO 2 . Oftest er disse mineralene oksider eller hydroksider, og ofte er CO 2 bundet som karbonat. Karbondioksid reagerer med kalk (kalsiumoksid) for å danne kalkstein ( kalsiumkarbonat ), i en prosess som kalles karbonatsløyfing. Andre mineraler inkluderer serpentinitt , et magnesium- silikat -hydroksyd , og olivin . Molekylsikt fungerer også i denne kapasiteten.

Forskjellige skrubbeprosesser er blitt foreslått for å fjerne CO 2 fra luften, eller fra røykgasser. Disse involverer vanligvis bruk av en variant av Kraft-prosessen . Skrubbeprosesser kan være basert på natriumhydroksid . CO 2 absorberes i løsningen, overføres til kalk via en prosess som kalles kaustisering og frigjøres i en ovn . Med noen modifikasjoner av eksisterende prosesser, hovedsakelig en oksygenfyrt ovn, er sluttresultatet en konsentrert strøm av CO 2 klar til lagring eller bruk i drivstoff. Et alternativ til denne termokjemiske prosessen er en elektrisk der en nominell spenning påføres over karbonatløsningen for å frigjøre CO 2 . Selv om det er enklere, bruker denne elektriske prosessen mer energi ettersom den deler vann samtidig. Siden det avhenger av elektrisitet, må strømmen fornyes, som PV. Ellers må det tas hensyn til CO 2 som produseres under strømproduksjon. Tidlige inkarnasjoner av luftfangst brukte elektrisitet som energikilde; derfor var avhengig av en karbonfri kilde. Termiske luftfangstsystemer bruker varme generert på stedet, noe som reduserer ineffektiviteten forbundet med strømproduksjon utenfor stedet, men selvfølgelig trenger den fremdeles en kilde til (karbonfri) varme. Konsentrert solenergi er et eksempel på en slik kilde.

Natriumhydroksid

Zeman og Lackner skisserte en spesifikk metode for luftfangst.

Først absorberes CO 2 av en alkalisk NaOH- oppløsning for å produsere oppløst natriumkarbonat . Absorpsjonsreaksjonen er en gassvæskereaksjon, sterkt eksoterm, her:

2NaOH (aq) + CO 2 (g) Na 2 CO 3 (aq) + H 2 O (l)
Na 2 CO 3 (aq) + Ca (OH) 2 (s) 2NaOH (aq) + CaCO 3 (s)
H ° = -114,7 kJ / mol

Kaustisering utføres allestedsnærværende i masse- og papirindustrien og overfører lett 94% av karbonationene fra natrium til kalsiumkation. Deretter blir kalsiumkarbonat utfellingen filtrert fra oppløsningen og spaltes termisk for fremstilling av gassformig CO 2 . Kalsineringsreaksjonen er den eneste endotermiske reaksjonen i prosessen og vises her:

CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g)
H ° = + 179,2 kJ / mol

Den termiske nedbrytningen av kalsitt utføres i en kalkovn avfyrt med oksygen for å unngå et ytterligere gasseparasjonstrinn. Hydrering av kalk (CaO) fullfører syklusen. Kalkhydrering er en eksoterm reaksjon som kan utføres med vann eller damp. Ved bruk av vann er det en væske / fast reaksjon som vist her:

CaO (s) + H 2 O (l) Ca (OH) 2 (s)
H ° = -64,5 kJ / mol

Litiumhydroksid

Andre sterke baser som soda , natriumhydroksyd , kaliumhydroksid og litiumhydroksid er i stand til å fjerne karbondioksid ved å kjemisk reagere med det. Spesielt ble litiumhydroksid brukt om bord på romfartøy , som i Apollo-programmet , for å fjerne karbondioksid fra atmosfæren. Det reagerer med karbondioksid og danner litiumkarbonat . Nylig har litiumhydroksidabsorberende teknologi blitt tilpasset for bruk i anestesimaskiner . Anestesimaskiner som gir livsstøtte og inhalerte midler under kirurgi, bruker vanligvis en lukket krets som nødvendiggjør fjerning av karbondioksid utåndet av pasienten. Litiumhydroksyd kan gi noen sikkerhets- og bekvemmelighetsfordeler i forhold til de eldre kalsiumbaserte produktene.

2 LiOH (s) + 2 H 2 O (g) 2 LiOH H 2 O (s)
2 LiOH H 2 O (s) + CO 2 (g) Li 2 CO 3 (s) + 3 H 2 O (g)

Nettoreaksjonen er:

2LiOH (s) + CO 2 (g) Li 2 CO 3 (s) + H 2 O (g)

Litiumperoksid kan også brukes ettersom det absorberer mer CO 2 per vektenhet med den ekstra fordelen av å frigjøre oksygen.

De siste årene har litiumortosilikat vakt stor oppmerksomhet mot CO 2 -fangst, samt energilagring. Dette materialet gir betydelige ytelsesfordeler, selv om det krever høye temperaturer for at dannelsen av karbonat skal finne sted.

Regenerativ system for fjerning av karbondioksid

Det regenerative karbondioksidfjerningssystemet (RCRS) på romfergen orbiter brukte et system med to senger som ga kontinuerlig fjerning av karbondioksid uten brukbare produkter. Regenererbare systemer tillot et transportoppdrag et lengre opphold i rommet uten å måtte fylle på de sorbente beholderne. Eldre litiumhydroksid (LiOH) -baserte systemer, som ikke er regenererbare, ble erstattet av regenererbare metall - oksidbaserte systemer. Et system basert på metalloksyd besto hovedsakelig av en metalloksydabsorberende beholder og en regeneratorenhet. Det virket ved å fjerne karbondioksid ved hjelp av et absorberende materiale og deretter regenerere det absorberende materialet. Metalloksydabsorberende beholder ble regenerert ved å pumpe luft ved omtrent 400 ° F (204 ° C) gjennom den med en standard strømningshastighet på 7,5 kp / min (0,0035 m 3 / s) i 10 timer.

Aktivt karbon

Aktivt karbon kan brukes som en karbondioksid skrubber. Luft med høyt karbondioksidinnhold, for eksempel luft fra fruktlagringssteder, kan blåses gjennom bed av aktivt karbon, og karbondioksidet vil absorbere på aktivt karbon. Når sengen er mettet , må den "regenereres" ved å blåse lav karbondioksidluft, slik som omgivende luft, gjennom sengen. Dette vil frigjøre karbondioksidet fra sengen, og det kan deretter brukes til å skrubbe igjen, slik at nettomengden karbondioksid i luften blir den samme som da prosessen ble startet.

Metallorganiske rammer (MOFs)

Metallorganiske rammer er en av de mest lovende nye teknologiene for karbondioksidfangst og -binding via adsorpsjon . Selv om det ikke eksisterer noen storstilt kommersiell teknologi i dag, har flere forskningsstudier indikert det store potensialet som MOF har som et CO 2- adsorbent. Dens egenskaper, som porestruktur og overflatefunksjoner, kan enkelt justeres for å forbedre CO 2 -selektiviteten i forhold til andre gasser.

En MOF kan være spesielt designet for å fungere som et CO 2 fjerningsmiddel i kraftverk etter forbrenning. I dette scenariet vil røykgassen passere gjennom et lag fylt med et MOF-materiale, hvor CO 2 blir strippet. Etter at metningen er nådd, kan CO 2 desorberes ved å gjøre et trykk eller temperatursving. Karbondioksid kan deretter komprimeres til superkritiske forhold for å lagres under jorden eller brukes i forbedrede oljeutvinningsprosesser . Dette er imidlertid ikke mulig i stor skala ennå på grunn av flere vanskeligheter, en av dem er produksjonen av MOF i store mengder.

Et annet problem er tilgjengeligheten av metaller som er nødvendige for å syntetisere MOF. I et hypotetisk scenario der disse materialene brukes til å fange opp alt CO 2 som trengs for å unngå problemer med global oppvarming, for eksempel å opprettholde en global temperaturstigning under 2 ° C over den førindustrielle gjennomsnittstemperaturen, vil vi trenge flere metaller enn det som er tilgjengelig på Jord. For eksempel, for å syntetisere alle MOF-er som bruker vanadium , trenger vi 1620% av de globale reservene i 2010. Selv om vi bruker magnesiumbaserte MOF-er, som har vist stor kapasitet til å adsorbere CO 2 , vil vi trenge 14% av de globale reservene i 2010, noe som er en betydelig mengde. Også omfattende gruvedrift vil være nødvendig, noe som fører til flere potensielle miljøproblemer.

I et prosjekt sponset av DOE og drevet av UOP LLC i samarbeid med fakultet fra fire forskjellige universiteter, ble MOFs testet som mulige karbondioksidfjerningsmidler i røykgass etter forbrenning. De var i stand til å skille 90% av CO 2 fra røykgassstrømmen ved hjelp av en vakuumtrykksvingeprosess. Gjennom omfattende undersøkelser fant forskerne ut at den beste MOF som ble brukt var Mg / DOBDC, som har en kapasitet på 21,7 vekt% CO 2 . Estimasjoner viste at hvis et lignende system skulle brukes på et kraftverk i stor skala, ville energikostnadene øke med 65%, mens et NETL basinbasert aminbasert system ville føre til en økning på 81% (DOE-målet er 35% ). Hvert tonn CO 2 som unngås vil også koste $ 57, mens kostnaden for aminsystemet er estimert til $ 72. Prosjektet avsluttet i 2010, og anslår at den totale kapitalen som kreves for å gjennomføre et slikt prosjekt i et 580 MW kraftverk var 354 millioner dollar.

Forleng luftpatronen

En Extend Air Cartridge (EAC) er en fabrikat eller type forhåndslastet absorberende beholder for engangsbruk som kan monteres i et mottakshulrom i en passende utformet rebreather.

Andre metoder

Mange andre metoder og materialer har blitt diskutert for skrubbing av karbondioksid.

Se også

  • Fangst og lagring  av karbon - Prosess for oppsamling og lagring av avfall karbondioksid fra punktkilder
  • Karbondioksydfjerningen  - Fjerning av karbondioksid i atmosfæren
  • Klimagass  - Gass i en atmosfære som absorberer og avgir stråling innen det termiske infrarøde området
  • Rebreather  - Bærbart apparat for å resirkulere pustegass
  • Sabatierreaksjon  - Metaniseringsprosess av karbondioksid med hydrogen

Referanser

Opiniones de nuestros usuarios

Lilly Skaug

Endelig en artikkel om Karbondioksid skrubber som er gjort lett å lese.

Elisabeth ødegård

Artikkelen om Karbondioksid skrubber er fullstendig og godt forklart. Jeg ville ikke legge til eller fjerne et komma.

Anita Enger

Det er alltid godt å lære. Takk for artikkelen om Karbondioksid skrubber.