到目前為止，二氧化碳已被傾倒在海洋中或埋在地下。由于成本和占地面積，工業(yè)一直不愿在設(shè)施中實(shí)施二氧化碳洗滌器。
如果我們不僅可以捕獲二氧化碳，而且將其轉(zhuǎn)化為有用的東西，該怎么辦?S. Komar Kawatra和他的學(xué)生已經(jīng)解決了這個(gè)挑戰(zhàn)，他們?nèi)〉昧艘恍┏晒Α?/p>
由密歇根理工大學(xué)化學(xué)工程教授Kawatra，他的博士生Sriram Valluri和Victor Claremboux以及本科生Sam Root領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)二氧化碳洗滌器。他們正致力于將捕獲的二氧化碳轉(zhuǎn)化為草酸，草酸是許多食品中的天然化學(xué)物質(zhì)。
Root和Valluri已被邀請(qǐng)?jiān)?月份在丹佛的礦業(yè)，冶金和勘探學(xué)會(huì)年會(huì)上展示他們的研究成果。
工業(yè)上使用草酸從礦體中浸出稀土元素。稀土用于手機(jī)等電子產(chǎn)品。目前美國(guó)沒有生產(chǎn)稀土; 中國(guó)生產(chǎn)世界上90%或更多的稀土。Kawatra說，通過在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)草酸，有可能在美國(guó)有利地提取稀土元素，這對(duì)國(guó)家安全至關(guān)重要。
二氧化碳洗滌器如何工作
該集團(tuán)在密歇根技術(shù)蒸汽工廠安裝了二氧化碳洗滌器，他們正在試驗(yàn)工廠規(guī)模的真實(shí)煙氣中進(jìn)行測(cè)試。
蒸汽工廠生產(chǎn)含有8%二氧化碳的煙氣。化學(xué)工程師的洗滌器將排放量降低到4%，他們的目標(biāo)是將排放量降低到2%以下。
“低于百分之二，我們很高興，”卡瓦特拉說。“低于百分之一，我們將非常高興。”
這是一個(gè)真正的可能性。“我們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中將其降至零，”Valluri指出。
在蒸汽工廠，他們從鍋爐的主排氣管中抽取煙氣樣本流。煙氣以300-350華氏度從燃燒器中排出。樣品通過過濾器壓縮，過濾器除去顆粒，然后在進(jìn)入洗滌塔底部之前通過冷卻裝置。
純堿吸收二氧化碳
將碳酸鈉溶液泵入11英尺高的洗滌塔的頂部。煙氣通過塔鼓泡。當(dāng)它向頂部移動(dòng)時(shí)，碳酸鈉或蘇打灰從氣體中除去大部分二氧化碳。Kawatra和他的學(xué)生不斷監(jiān)測(cè)二氧化碳的含量。
“最大的挑戰(zhàn)是煙氣中氣體的比例波動(dòng)，”Valluri說。團(tuán)隊(duì)成員Root詳細(xì)說明，“您需要一個(gè)級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)來測(cè)量二氧化碳并相應(yīng)地控制洗滌溶液的量。”
“我們接下來的挑戰(zhàn)是，我們可以在多大程度上擴(kuò)大洗滌器的尺寸，以及我們可以使用二氧化碳，”Valluri說。這與Valluri和Claremboux的其他研究項(xiàng)目 - 二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品有關(guān)。他們已經(jīng)能夠從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的二氧化碳中生產(chǎn)草酸。
技術(shù)校友支持研究
科學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的密歇根技術(shù)校友兼北達(dá)科他州俾斯麥的Carbontec能源公司主席約翰西蒙斯正在支持Kawatra的研究。他說，這種二氧化碳洗滌器對(duì)工業(yè)的節(jié)約是巨大的。
從排放物中除去二氧化碳的常用方法使用胺，基于氮的化學(xué)化合物，其結(jié)合二氧化碳。但西蒙斯表示，胺價(jià)每噸2萬美元。碳酸鹽如Kawatra團(tuán)隊(duì)使用的蘇打灰每噸售價(jià)200美元。
西蒙斯對(duì)從捕獲的二氧化碳生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品的潛力感到興奮。“我不認(rèn)為將它封存在地下是一個(gè)好主意，”他說。“我們必須找到一種商業(yè)化利用它的方法。”
該技術(shù)，商品名為“Clearite VI二氧化碳捕獲/利用過程”，由發(fā)明人S.Komar Kawatra，Tim Eisele和John Simmons獲得專利(專利號(hào)US7,919,064B2)，并轉(zhuǎn)讓給Michigan Tech。技術(shù)贊助商Carbontec Energy Corporation是全球唯一的許可證持有者，并計(jì)劃通過合資企業(yè)和子許可證將該技術(shù)商業(yè)化。
西蒙斯很高興Kawatra和他的學(xué)生正在密歇根技術(shù)公司的天然氣蒸汽工廠對(duì)他們的洗滌器進(jìn)行試驗(yàn)性工廠研究。“在實(shí)際排放條件下測(cè)試該過程非常重要，”他解釋道。