物理分离
物理分离进程年代是最广泛使用的气体分离技术在化学工程,但大多数人几乎立即可以排除,因为处理的客座率的负担组件的空气。物理分离通常依赖于温度或压力的变化,然而,稀释浓度的二氧化碳使直接应用这些技术不切实际。加热的空气通过1°C或加压1000 Pa(大气的1%)都需要大约1.5 GJ / tCO2,大约3倍所需的热力学最小能量分离二氧化碳从空气中产生一个1块产品;然而温度摆动1°C或压力摇摆1000 Pa仍严重不足驱动器常见的物理分离过程。这个1.5 GJ / tCO2也对应于净能量输入如果有非常高的95%的能量回收仍然温和20°C温度20 kPa swing或压力。
低温分离二氧化碳可以通过冷却空气恢复1大气压力,二氧化碳作为固体凝结。在400年的一次ppm浓度,这需要一个初始温度附近-160°C,需要冷却不仅二氧化碳,而且氧和氮的质量。可以想象上方的空气可以维持0.53 MPa(约5 atm)三相点的压力而被冷却CO2回收液体从系统,也许经过蒸馏浓缩氮/氧/二氧化碳混合物。虽然这种类型的液化气体处理技术,建立了低温分离是昂贵的。此外,由于整个气团必须冷却,一个数量级估计捕获二氧化碳的成本可能是来自低温O2分离的成本使用500:1的比例O2, CO2在环境空气暗示二氧化碳捕获的能量消耗数百GJ / tCO2。
物理吸附
物理吸附到固体表面,例如分子筛,目前用于前端空气分离植物去除二氧化碳和水为了防止他们冻结后低温蒸馏。空气捕捉适应这样一个过程需要克服的重大问题,如优先吸收二氧化碳的水。此外,temperature-swing吸附和变压间歇过程在恢复与低效摇摆床及其内容所需要的能量通过他们的操作周期。移动的机制极其大量的空气通过固体填料床也提供了一个主要的设计问题,因为有大量的表面积以提高传质速率也意味着大片的动量损失,即压降。
膜
膜分离二氧化碳的基础上其分子大小或溶解在聚合物基体正在积极开发应用程序来烟气(联合国政府间气候变化专门委员会,2005)。使用单独的二氧化碳从空气中二氧化碳的驱动力在哪里最多40 Pa似乎难以置信的相对较低的分子通过膜通量。增加二氧化碳驱动力通过加压空气饲料是不切实际的,因为资本成本的压缩,压缩的能量损失恢复工作。操作下游(二氧化碳收集)的膜在真空条件下不会增加40 Pa驱动力,因此流量,因为该值已经假设零压力侧膜的集合。另外,膜可以通过氧、氮和氩留下集中二氧化碳。这种方法需要一个巨大的膜面积,因为气体的数量必须传播,最后的分数几乎没有动力,因为其较低的残留浓度的二氧化碳。
气体离心机
气体离心机遭受低吞吐量和每阶段,相对较低的分离问题恶化的分离设备在每个阶段的复杂性。进一步,提出在设计和操作这些系统都受到政府的分类和出口管制的限制,因为它们潜在的用于分离和浓缩核材料。
物理吸附成液体
物理吸附液体是过程的基础,吸收二氧化碳变成一个简单的溶剂如冷甲醇。应用与不完整的能量回收空气捕捉遭受处罚而冷却和再热空气流和溶剂的任何波动损失的成本非常大的流动的空气通过系统。
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