二氧化碳的控制流程工艺及发展现状

二氧化碳的控制流程、工艺及发展现状

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摘要：近年来，地球大气层中的二氧化碳含量持续飙升，引起了海洋酸化、温室效应等一系列环境问题。二氧化碳这一无毒气体的治理也必须引起足够的重视。

关键词：温室气体，二氧化碳，工艺，治理，发展

正文：众所周知，二氧化碳含量过多可以引起温室效应，二氧化碳具有保温的作用，会逐渐使地球表面温度升高。近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5——4.5℃。由温室效应所引起的海平面升高，也会对人类的生存环境产生巨大的影响。两极海洋的冰块也将全部融化。所有这些变化对野生动物而言无异于灭顶之灾。所以，二氧化碳的治理迫在眉睫。

一方面, 如何降低二氧化碳排放量, 变废为宝, 实现其分离回收与综合利用是摆在广大环境科技工作者面前的重要课题。另一方面, 二氧化碳作为地球上最丰富的碳资源, 可转化为巨大的可再生资源。现阶段, 二氧化碳的资源化研究已引起人们的密切关注, 且其开发前景非常广阔.

二氧化碳的处理技术一般分可为从大气中分离固定和从燃放气中分离回收两大类。现阶段, 从大气中分离固定二氧化碳技术主要有生物法, 而从燃放气中分离回收二氧化碳技术主要有物理法、化学法和物理-化学法等。

大气中游离的二氧化碳主要通过陆地、海洋生态环境中的植物、自养微生物等的光合作用或化能作用来实现分离和固定固定大气中二氧化碳的生物主要是植物和自养微生物。人们往往将注意力放在植物的光合作用上。地球上存在各种各样的生态系统, 尤其是在植物不能生长的特殊环境中,自养微生物固定二氧化碳的优势便发挥出来了, 二氧化碳的微生物固定是一支决不能忽视的力量[

从燃放气中分离处理二氧化碳分为物理化学多种方法。物理法分离处理二氧化碳技术主要有:物理吸收法、膜分离法、变压(变温)吸附法、海洋深层储存法和陆地蓄水层(或废油、气井)储存等。化学法分离处理二氧化碳主要包括化学吸收法及碳氢化合物转化法等。物理-化学法主要有二氧化碳分解法。该法是借助高能射线或电子射线等放射线, 对排出的含有大量二氧化碳的燃放气进行辐射, 使其中的二氧化碳分解为一氧化碳和氧气, 一氧化碳在经过高能辐射, 转而生成C3O2 和O2 , 其反应方程式为:一次辐射:CO2 →CO +1 2O2 ;二次辐射:3CO →C3O2+1 2O2 和3CO2 →C3O2 +2O2 。

2009年12月7-18日的哥本哈根气候会议召开，会议的就针对二氧化碳带来的一系列气候问题展开了讨论，认为解决二氧化碳问题应该是全球共同的任务，解决的方案就是发展低碳经济。太阳能、风能和核能将是未来发展的重点。不可否认，这将是解决二氧化碳过量排放的一种有效方案。我们可以看到，目前二氧化碳在自然界的循环仍然依靠植物，而当前人类的排放来量已经远远超过了自然界自身的循环能力，从而导致了环境中二氧化碳的过载。因而人们提出了减少二氧化碳的排放，解决二氧化碳过量带来的一系列环境问题。而煤炭、石油等化石资源，在短期内还将是我们赖以生存、发展的基础能源，太阳能、风能和核能等

的普及使用还需要加以时日，因而我们还将面临二氧化碳过量排放的问题。二氧化碳在大气中的过量，以及引起的一些列环境问题是我们人类自身的活动而造成，面对这个问题我们具有不可推卸的责任，我们不能逃避。现在二氧化碳与环境的矛盾已经发展到了需要解决的程度，我们需要做的是通过人为的手段，加快二氧化碳在环境中的循环，保持二氧化碳在大气中最佳的浓度。

二氧化碳作为目前世界最大的C1源，应经有化学家开始考虑将其资源化了。当前人们已经开始了利用二氧化碳，例如阿司匹林和一些常用的感冒药，就是使用二氧化碳和苯酚的为原料合成的；使用二氧化碳和环氧丙烷合成高聚物，这种高聚物可以作为一种可降解材料。但是这些对二氧化碳的利用相对于排放的二氧化碳是微不足道的，并不能解决二氧化碳带来的环境问题。我们需要的是大规模的利用二氧化碳，将二氧化碳变成我们日常大量使用的资源或当前紧缺的能源。

2007年11月，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的杰弗里·马丁（F. Jeffrey Martin）和威廉·库比茨（William L. Kubic）提出了一个轰动全世界的“绿色自由”(Green Freedom)概念，即“生产碳平衡的合成燃料和化学品的概念”。该概念分成3个步骤，首先利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的二氧化碳；第二步，采用电解法把二氧化碳从溶液中提取出来，同时将水分解成氢气和氧气；第三步，将氢气和二氧化碳转化为合成燃料或有机化学品。按照马丁的观点：“这个构想中的每个环节都是现成的，有的已在运作，或是有近似的技术。”

目前对二氧化碳的利用存在的一个最主要的问题是大量能源的消耗，也就是能耗上不可行。这一重大的问题就为我们提供了一个契机，我们需要做的就是如何将二氧化碳资源化变的简单易行，也就是在消耗较少的能源的基础上二氧化碳资源化，变二氧化碳为我们生活中的各种日用品。

结束：当今, 随着地球能源日趋紧张, 科学技术迅猛发展, 二氧化碳已在工业、农业、生物合成、能源及环境等方面展现出广泛用途, 同时, 人们也愈来愈认识到二氧化碳的重要性,许多国家都在研究可作为潜在资源的二氧化碳的综合利用问题。

综上所说, 随着科技迅速发展以及新兴学科的兴起, 人类解决大气“温室效应”的手段必定会愈来愈丰富, 同时有关二氧化碳方面的应用必将越来越广泛。

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