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二氧化碳捕集、封存与利用技术

2015-09-24

近年来,温室效应加剧问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。二氧化碳捕集、封存与利用技术是一项新兴的、具有大规模二氧化碳减排潜力的技术,有望实现化石能源的低碳利用,被广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术之一。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将“主要行业二氧化碳、甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术”列入环境领域优先主题”;《国家“十二五”科学和技术发展规划》、《中国应对气候变化科技专项行动》、《国家“十二五”应对气候变化科技发展专项规划》均将“二氧化碳捕集、利用与封存技术”列为重点支持、集中攻关和示范的重点技术领域。现简单介绍二氧化碳捕集、封存与利用技术,供大家对该技术进行了解参考。

一、技术简介

CO2捕集技术,简单来说就是将原本排至大气层的CO2收集起来,方便以后的输送和封存。根据捕集原理和技术方法的不同,通常将CO2的捕集技术分为四种:燃烧前捕集、富氧燃烧、化学链燃烧技术以及燃烧后捕集。

CO2封存技术,就是为了避免CO2进入大气层,采取一定技术手段将原本排放大气的CO2捕集起来,然后输送至地底或海洋深处进行封存。目前研究与应用的CO2封存技术有地质封存、海洋封存和矿石碳化。

CO2在化工合成上的应用:CO2除了成熟的化工利用(例如合成尿素、生产碳酸盐、阿司匹林、制取脂肪酸和水杨酸及其衍生物等)以外,现在又研究成功了许多新的工艺方法,例如合成甲酸及其衍生物,合成天然气、乙烯、内烯等低级烃类,合成高分子单体及进行共聚,制成高分子材料等。CO2合成碳酸二甲酯、CO2加氢合成甲醇及CO2加氢合成二甲醚是当前CO2化工合成的三大应用发展方向。

CO2在农业上的应用:CO2作为一种廉价的原料,可用于蔬菜、瓜果的保鲜贮藏和粮食的贮藏。另外,CO2作为人工降雨剂,用于飞机在高空喷洒固态的CO2,可以使空气中水蒸气冷凝,形成人工降雨。当前利用CO2代替传统的农药作杀虫剂,也在研究之中。

二、总结

随着研究的不断深入和多种新兴技术的成熟,CO2捕集成本将进一步降低,并为CO2捕集与封存技术的大规模部署做出贡献。在现有的几类CO2捕集技术中,燃烧后捕集技术和富氧燃烧捕集技术适用于现有CO2排放源的改造,有望较早实现工业化应用。

比较理想的地质封存环境是无商业开采价值的深部煤层(并促进煤层天然气回收)、油田(并促进石油回收率)、枯竭天然气田、深部咸水含水地层。封存深度一般要在800 m 以下,该深度的条件可使CO2处于高密度的液态或超临界状态。地质封存是CO2封存最为经济可行并且环境上可接受的方案。

实现CO2的资源转化,不仅能生成有机燃料,合成其他有机化工原料,中间体或有机化工产品,同时还可以减少由其他化工原料反应而带来的环境污染问题。


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