麻省理工学院研发出新型CO2净化系统

2013-06-28 11:39

　　OFweek节能网讯：全世界的研究人员都在寻求能够"净化"化石燃料发电厂排放物中的二氧化碳(CO₂)的途径，以控制这种对全球气候变化影响最大的气体。但大多数此类系统需依赖于复杂的管道工程来转移用于驱动涡轮机的蒸汽，且使用此类系统对现有工厂布局来说也不切实际。

　　现在，MIT（麻省理工学院）研究人员开发出一种无需蒸汽连接、可在较低温度条件下运作的净化系统，且本质上可以轻松地加装到任何现有发电厂的"即插即用式"解决方案。

　　该系统基于一种使用胺类的成熟技术，可与工厂排放物中的CO₂结合，然后经在独立的储罐中加热后释放出来。

　　在传统工艺中，工厂几乎一半的低压蒸汽都用作释放有机胺类气体排放所需要的热量。此大规模的转移操作可能需要对现有的发电厂布局进行全面改造，但从经济角度看不可行的。

　　在新型系统中，电化学工艺取代了胺类和CO₂之间的蒸汽分离工艺，因此可以轻松地加装至现有工厂装置。

研究生Michael Stern 和他的同事建立了这个装置实验室来研究电化学碳捕捉系统原理

　　该系统将胺类溶液注射到吸收塔顶部，在此废气从下向上通过吸收塔。胺类与排放物中的CO₂相结合，然后以气体形态聚集在塔底。随后使用金属电极以电化学方式对这些气体进行处理，以迫使CO₂释放，而原始的胺分子被重新生成并循环使用。

　　据研究人员介绍，与传统的热-胺净化系统一样，该技术能够净化工厂排放物中约90%的CO₂，但传统工艺使用约40%的工厂功率输出，而新系统仅需消耗约25%的功率，因此更具吸引力。

　　此外，蒸汽式净化系统需不间断地运作，但对于这一全电气化系统来说，工厂可以在峰值需求期间停用它，以提供更大的操作灵活性。另一优势是该工艺在压力条件下处理CO₂，也就是将气体注射到地下储罐以作长期处置。其他系统需要使用独立的压缩器来压入气体，进一步增加了复杂性和无效率。所用的化学品（大多为小分子多胺）使用广泛且可从工业材料中轻易获取。研究人员接下来将对其他此类化合物进行测试，以确定哪类化合物效果最佳。

　　目前研究团队已完成了该系统的数学建模和小规模实验室测试工作，接下来将进行更大规模的系统性能验证测试。预计到该技术发展成熟并实现广泛商业化可能需要花费5-10年时间。

　　由于摆脱了对锅炉蒸汽的依赖性，该系统还可能适用于其他不需要蒸汽的应用（例如水泥厂，重要的CO₂来源之一），也可用于控制钢厂或铝厂的排放物。在其他二氧化碳排放应用中，例如二氧化碳浓度可能会上升到足以危害人体健康、必须持续予以移除的潜水艇或航天器中，这一技术也非常有用。（译文/Viki）