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碳排放的资源化利用

煤炭的燃烧过程是一个化学反应过程,在生成近4倍重量二氧化碳的同时,释放燃烧热。

倒退几十年,烟气中二氧化碳几乎无法回收,回收了也没有什么太多用途,环境也没有感觉到有什么影响。但是今天则完全不同了,回收烟气二氧化碳的技术已经成熟,回收成本低廉,回收的二氧化碳用途广泛。

 

捕集到的二氧化碳已经有许多处理方法和实际应用,主要有:

 

1.用作化工溶剂。二氧化碳很容易得到低温固体干冰,当压力增加到约10个大气压时会液化。即便是到了常温下,压力达到约80个大气压时也会以液态方式存在,因此它可以像汽油、四氯化碳、乙醚一样作为一种溶剂、干洗剂使用,从环保角度、安全角度考虑,是一种非常不错的环保溶剂;

 

2.作为特种清洗剂。干冰极低的温度可以让很多物质因为凝固、收缩发生特殊的变化,比如油脂冷凝收缩就会从污染的物品、纤维表面脱离,达到清洗的目的,且不会产生二次污染,是一种全新的高效清洗方法,在航空航天、核工业、船舶汽车业、印刷业、电力行业、模具业等诸多行业领域都有特殊的应用价值;

 

3.娱乐舞台特效应用。用于在舞台上产生烟雾效果。以前需要烟雾效果的时候采用一种发烟剂蒸发产生,不环保,而且容易引起过敏和呼吸道炎症,使用干冰让空气中的水份冷凝形成“烟雾”,则完全没有危害;

 

 

4.美容医疗应用。固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。冷冻治疗可以减少发炎。有一种治疗青春痘的冷冻材料就是混合磨碎的干冰及乙酮,有时候会混合一些硫磺。这种冷冻疗法来治疗脸上的青春痘,可以减少青春痘疤痕的产生,但并不用来去除疤痕;

 

 

5.用作膨胀剂。在一些生产过程,如生产泡沫塑料的过程中,需要某种物质在一个温度、压力情况下体积膨胀、气化,从而在物质中形成均匀的蜂窝状中空结构。膨胀剂还有一个作用就是类似水蒸气的“熨烫”作用,用于烟丝生产过程,可以在低温、无水的情况下,依靠气体膨胀过程,可以将烟丝“拉直”。二氧化碳在低温、常压下可以是固体粉状,适合某种温度范围内作为膨胀剂,随着温度的升高而气化膨胀。和其他膨胀剂相比,具有阻燃、环保、低成本等优势;

 

6.用作焊接保护气。在焊接过程中通常都有高温过程,很多金属在高温下会与空气中的氧气反应,生成金属氧化物,严重影响焊接质量,甚至无法焊接。采用二氧化碳、氮气、氩气等气体保护焊接面、隔绝氧气,利用这些气体本身不易和金属反应的“惰性”,实现阻止氧化物产生的作用。二氧化碳针对某些金属焊接过程,其保护性能好、成本低、环保、安全;

 

 

 

7.用作果蔬、肉类冷冻冷藏保鲜剂。在储存、运输过程中利用二氧化碳气体对果蔬、肉类进行保护,隔绝空气,特别是隔绝了空气中的氧气,减少果蔬、肉类的氧化、呼吸消耗作用,实现保鲜;同时也能防止那些需要氧气才能生存的生物对果蔬、肉类的破坏;使用过程通过直接播散干冰即可,简单、可靠、安全、低成本,还具有降温、冷却的作用,持续时间长,优点明显;

 

 

 

8.用于饮料添加剂。人们常常饮用的碳酸饮料,就是在饮料中设法溶解更多的二氧化碳,改善口感,增加人体吸收、排放二氧化碳的数量,带走更多热量;食品生产行业用量较大;

 

 

 

9.用于人工降雨。干冰作为人工降雨降雪剂使用,除了有凝结云层中水汽,形成凝结核的作用,同时也具有制冷的贡献,帮助云层中水汽自身形成凝结核。这种降雨降雪剂不污染环境,干冰本身也容易形成颗粒、粉剂,使用也很简单、便宜,是当之无愧的主力军;

 

 

 

10.用于消防灭火。二氧化碳用于灭火已经很普遍,是一种非常优秀的灭火剂,具有自增压、环保、降温、隔绝空气、无残留等诸多有点,除了极少量特种金属火灾之外,都可以使用,通用性强。唯一不足是和水相比成本较高;

 

 

11.地下矿物质开采过程回灌介质。如在石油开采过程中向井下回灌一些物质,如水、二氧化碳等,可以最大限度增加油井产量,延长开采期。注入二氧化碳的效果比水好,但是成本相对较高,特别是在油价低迷的情况下,应用并不多,但这也是一种相对安全且封存量较大的方式;

 

12.用于化工领域。二氧化碳在有机、无机化工中的应用也很普遍,可以制糖、制作化肥、制作塑料等。随着人们对其在化工领域应用的进一步研究,还会挖掘出更多的用途;

通过植物吸收二氧化碳生产燃料。现在有种植可以提炼生物油料的,通过陆生植物、水生植物、藻类通过光合作用吸收二氧化碳,最后提炼出油脂、生物燃油,实现二氧化碳再生为燃料的过程;

 

13.用作热泵冷媒,替代氟利昂。二氧化碳的沸点和临界温度决定它可以是一种很好的适合空调、冰箱、热泵热水器使用的冷媒,替代现有的大多数制冷剂的作用。以前压缩机技术不成熟,不容易提高高压差并保持稳定高效工作,但是现在工业生产技术很成熟了,其冷媒的应用将不断推广;

 

14.用作植物气肥。绿色植物进行光合作用的三个要素是二氧化碳、水、阳光,而空气中特别是绿色植物大量生长的地方,空气中二氧化碳浓度很低,植物光合作用的效率大幅度下降。因此人们近年来已经研究发现通过增加空气的二氧化碳浓度,可以大幅度改善植物的光合作用,带来的作用就是植物生长明显加快,吸收二氧化碳的能力成倍增加;

 

 

 

15.用作动力工质。这是本文介绍的一种新的利用二氧化碳的方法,即利用低温的干冰吸收环境常温物质(如空气、水)的热量,升温、气化膨胀为高压二氧化碳气体,推动气动机械输出动力。这种方式改变传统的将二氧化碳转化为其他可燃化学物质,实现再利用输出热和动力的方式;

16.用作储能发电工质。这是本文介绍的又一种重要的新用途,即利用垃圾电驱动压缩机对二氧化碳气体压缩,释放大量热量,成为“锅炉”的加热源,同时二氧化碳变为-78.5℃的低温干冰储存;在需要发电的时候,让干冰吸收环境常温介质免费的热量汽化膨胀发电,吸热过程还相当于输出“冷量”制冷,储能发电过程环保、高效,同时可以输出热量、冷量、电力,是所有储能再释放模式中最具有潜力的方式。

 

      不过目前人们都习惯于传统的模式对二氧化碳进行再利用,新的利用方式还没有得到普及,需要改变观念,积极变革,大力推广后几种高效利用模式,获得良好的社会效益和经济效益。