|
近几个月,CO2捕获技术可能更向前推进了一步。UCLA的化学家Omar Yanghi领导的研究人员在《科学》杂志刊登了一篇文章,强调他们发现了一种新颖的多孔材料,可以吸收自身体积80倍的CO2。这种材料是沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF),可以导致CO2捕获系统的成本大幅降低。 2.2向绿色汽车提供更多新材料和新产品 受消费者对环境关注和燃料价格升高的驱动,开发绿色汽车的竞赛正在进行。焦点主要是开发更便宜的替代能源和减少汽车尾气中有毒的排放物。汽车设备制造商对材料的开发超过了燃料,正在研究运用可再生或可回收的材料制造各种汽车部件和产品。 2.2.1用生物基材料替代石油基材料 福特公司在其2008年的Mustang赛车中已经在座椅靠背和坐垫的泡沫塑料中使用5%由大豆制成的聚醚多元醇。福特公司计划用大豆作原料的聚醚多元醇替代40%用石油作原料的聚醚多元醇,福特公司说,这不仅可减少对环境的影响,而且每年可节约成本2600万美元。福特公司的长期目标一直是用一些由植物制得的材料替代由石油制得的材料,最终目标是减少公司生产汽车对环境的影响。福特等公司还在研究将低成本的大豆渣加入到复合材料中的技术,以降低生产成本,同时减轻汽车质量,增加强度。 2.2.2降低轮胎滚动阻力 除了生物基纤维外,帝人公司还开发了可以减少燃料消耗的技术,例如用聚碳酸酯替代发动机罩和车顶的钢和玻璃可以减轻汽车的质量;该公司还改进了橡胶成分,从而可降低轮胎的滚动阻力。Sulfron是一种以芳酰胺为主的改性橡胶配混物,是帝人公司向轮胎市场提供的最新产品。将Sulfron加入到轮胎配混物中,据说可以降低滚动阻力15%～20%，从而可降低燃料消费量3%～5%。此外,还可延长寿命15%。轮胎对于解决燃料消耗问题起着关键作用。低 能耗轮胎也是罗地亚的Zeosil高性能二氧化硅的开发重点,这种硅胶用作轮胎的补强剂。滚动阻力几乎对CO2的排放负有30%的责任,是所有汽车和轮胎市场优化能耗和汽车燃料消耗的要素。 2.2.3发展塑料汽车 使用节约燃料的汽车塑料替代用于汽车部件的金属和玻璃,在世界各地的汽车展会上给人以深刻印象。钢占现在汽车质量的2/3,100kg的塑料平均可以替代300kg的钢。估计汽车的质量对其CO排放的影响大于30%。汽车质量只要减轻10%,每千米就可以减少CO2排放量16g以上。 罗地亚公司正在研究用聚酰胺基塑料Techny做车体、结构件和引擎罩下的部件,以减轻汽车的质量,从而减少CO2的排放。对Borealis公司而言,最新一款绿色汽车是燃料消费最低,而且很容易回收利用的汽车。聚丙烯配混物可以用在这款车型,特别是将聚丙烯用在结构货架(内装和外装)和美观的车体板。Borealis近来开发的产品之一是全循环的热塑性聚烯烃配混物Daplen ED230HP。这种配混物可替代传统上用作车外板、后档板和引擎罩的聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的掺混物。 萨比克公司不仅为汽车部件提供了可以回收利用的塑料,而且用塑料废片开发了原材料。萨比克专用的向上游循环的塑料Valox iQ PBT和Xenoy iQ树脂(聚碳酸酯和PBT的掺混物)预计2009年就可用于一些汽车部件。萨比克公司说,它们可以用PET废片生产Valox iQ材料,每吨Valox iQ可以替代850kg的以石油作原料的材料。 2.3 将二氧化碳转化为工业原料的节能减排技术 一些化工公司正在开发用CO2作为低成本化工原材料的新技术。巴斯夫公司已经用CO2 排放气作工业原料。工业专家估计,每年大约有1.2e8吨的CO2可以用作化工原料,但作为一种减少排放的途径,这个数量可能会明显增加。 2.3.1 二氧化碳用于尿素、水杨酸和甲醇等的生产 巴斯夫收集合成氨厂排放的CO2,用作生产尿素的原料,几年来已消耗了几十万吨的CO2。巴斯夫公司认为,一般而言,鉴于碳在CO2分子中的热力学状态,用CO2作原料是非常有限的。任何使用CO2的大规模工业工艺都是潜在的耗能工艺。巴斯夫的生产装置实现了高度的热整合,效率已经很高。巴斯夫在小规模技术的开发上也取得了进展,该公司近来成功地开发了用CO2替代传统的碳-氢单体的共聚物。 2.3.2将二氧化碳转化为燃料 南加州大学已经开发了将CO2转变为甲醇和二甲醚的基本化学过程,这两种物质都是传统运输燃料潜在的清洁替代品。位于美国新墨西哥州的Sandia国际实验室的研究人员正在开发一种利用CO2的清洁燃料技术。这项技术仍处于开发阶段,涉及将CO2转化为CO,后者可用于制造包括氢、甲醇和汽油在内的燃料。转化是在存在浓缩太阳热能的条件下,将CO2通过一种钴-铁酸盐陶瓷材料。这种神奇的太阳能浓缩器在一个独特的反应器中升温到1500℃。这种反应器称作反向旋转环接受器反应器恢复器,简称CR5。反应将CO2分解为CO和氧。CR5内的另一室可用来用水生产氢,之后氢和CO可以结合成烃类燃料。 2.3.3利用合成生物学开发碳中性的生物燃料 能源和化工公司正在开发被称为碳中性的生物燃料。壳牌与HR生物石油公司联手创建的合资公司Cellane，正在开发由海藻制生物柴油的工艺,通过喂食工业装置排放的CO2气体，海藻数量可以增加。Cellane 2007年2月宣布已开始在Kona海岸的工厂建设一套试验装置,检验这项技术。这套装置将用瓶装的CO2探索工艺的潜力。海藻生长速度快,一天之内可以繁殖数倍,而且富含植物油,可以在海水池塘中种植,减少了肥料和新鲜水用量。Cellane公司说,海藻系统每公倾土地的产油量比传统的替代作物(如油菜籽、棕榈油或甜菜等)多15倍。 3 结束语 减少二氧化碳排放,首先要在源头加以控制,节约能耗、倡导低碳生活,采用高新技术提高能源利用率及转化率,尤其要在燃煤行业中加强管理;其次,对于已经产生的二氧化碳应采用物理、化学等方法进行吸收分离;捕集到的二氧化碳用于工业生产或注入地质体和深海中进行埋存。尽管有上述进展,但迄今CO2的捕获和应用技术仅仅消耗了化工和电力生产厂排放的废CO2的一小部分。然而,一些化工公司和研究机构积极的评价也在增加,他们认为新颖的催化剂和生物系统能够开发CO2作为丰富的低成本原料的潜力。 参考文献： [1] 罗金玲,高冉,黄文辉,霍达,王彦宁. 中国二氧化碳减排及利用技术发展趋势. 资源与产业, 2011, 13(1): 132-137. [2] 周韦慧,陈乐怡. 国外二氧化碳减排技术措施的进展. 中外能源, 2008,03: 7-13. [3] 栾健,陈德珍. 二氧化碳减排技术及趋势. 能源研究与信息, 2009,25(2): 88-92. [4] 李天成,冯霞,李鑫刚. 二氧化碳处理技术现状及其发展趋势.化学工业与工程, 2002,19(2):191-196. [5] 邝生鲁.构建新型二氧化碳减排技术体系.现代化工, 2008, 28(2): 3-13. [6] 马倩倩,孙秀雅,孟波.二氧化碳减排技术的研究进展. 辽宁化工, 2009,38(3): 176-179. |
|
|
