Kích hoạt carbon ), mêtan [FLT: 1], sử dụng khả năng quảng cáo đặc biệt của nó để thu giữ khí nhà kính như CO2 (C2 [FLT: 0] [FLT: 1], tăng cường [FLT: 1], H, mêtan , [FLT:]] và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VC). Với áp lực toàn cầu đang tăng lên để giảm lượng carbon, hiểu cách có thể được kích hoạt carbon từ việc tái tạo đến cơ sở thiết lập cơ sở quản lý môi trường, và chính sách xây dựng môi trường.

Điều gì kích hoạt các bon?

Kích hoạt carbon, được gọi là than được kích hoạt, là một dạng cacbon rất xốp được xử lý để tạo ra hàng triệu lỗ nhỏ. Những lỗ này làm tăng đáng kể diện tích bề mặt vật chất - hơn 1.000 mét vuông trên mỗi gram - tạo ra một trong những chất quảng cáo hiệu quả nhất mà nhân loại biết đến.

Phương pháp sản xuất

Nguyên liệu cơ bản cho các bon kích hoạt có thể là bất kỳ chất khí cacbon nào: gỗ, than đá, đậu, vỏ dừa, thậm chí chất thải nông nghiệp chính: hai phương pháp kích hoạt chính:

  • Kích hoạt cơ thể:) Nguyên liệu nguyên liệu nguyên liệu được biến đổi (nó được đốt nóng trong bầu khí quyển) và rồi tiếp xúc với khí oxy hóa như hơi nước, cacbon dioxide, hoặc không khí ở nhiệt độ cao (800–2000 °C).
  • Kích hoạt chu kỳ:) Tiền tố được thụ phấn với chất hóa học (v. d., axit photpho, zinc chloride, hoặc grixitxide) trước khi được đun nóng ở nhiệt độ thấp hơn (50–900 °C).

Lựa chọn về tiền tố và phương pháp kích hoạt quyết định sự phân phối chân vịt cuối cùng, hóa học bề mặt, và sức mạnh cơ học tất cả đều ảnh hưởng đến việc thu khí nhà kính.

Tính chất cơ thể và hóa học then chốt

  • diện tích mặt và khối lượng pore: giá trị cao hơn thường có nghĩa là khả năng quảng cáo lớn hơn.
  • ) vi mô (< 2 nm) là lý tưởng cho việc gài các phân tử khí nhỏ như CO) ; mesores (2–50 nm) hỗ trợ sự khuếch tán nhanh hơn; vĩ mô (> n) hỗ trợ khí ga.
  • Nhóm chức năng Mặt đất: Các nhóm ô-xy (v. d., carboxyl, hydroxy, carbonyl) có thể được giới thiệu qua phương pháp điều trị hóa học để tăng cường việc hấp thu khí cực.
  • Khả năng tái tạo: [FLT: 0] Một số carbon có thể được tái tạo nhiệt hoặc hóa học nhiều lần, giảm chi phí lặp lại sự sống.

Tờ giấy da màu xanh lá cây trong ngành công nghiệp: Hình ảnh của vấn đề

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường của Mỹ [EPA] ), các tiến trình công nghiệp giải quyết khoảng 23% khí nhà kính toàn cầu. Nguồn gốc chính bao gồm:

  • Sản xuất:) thả CO ) từ cả nhiên liệu đốt cháy hóa thạch và sự vôi hóa thạch.
  • ] sản xuất ra CO ) [FLT:], CH , và nitrous [FLT:] ) [FLT:]]] 4 , và nitrous [N [N:] [FL:] [FL: 7]]] [x]] [x] như sản xuất bằng sản phẩm.
  • Thao tác khí gas:) Sự rò rỉ của thuốc mê từ việc lấy, xử lý và vận chuyển là một mối quan tâm chính.
  • Thế hệ: Thực vật có than đốt phát ra CO) ), cũng như dấu hiệu của thủy ngân và VOCs.

Trong khi công nghệ lưu trữ và lưu trữ carbon (CCS) nhắm vào nguồn gốc lớn, nhiều luồng công nghiệp chứa các khí trộn lẫn ở mức độ tập trung thấp hơn nơi mà hệ thống quảng cáo - đặc biệt sử dụng carbon kích hoạt -- sử dụng một giải pháp hiệu quả, có thể tính được giá cả.

Các phương tiện: Phương pháp kích hoạt các bon bắt giữ khí nhà kính

Các nguyên tắc quản lý

Sự hấp thụ xảy ra khi các phân tử khí áp dụng cho bề mặt của các cacbon được kích hoạt qua các liên kết vật lý (van der Waals) hay hóa học. Sự quảng cáo về vật lý có thể đảo ngược và chiếm ưu thế cho hầu hết các khí nhà kính ở nhiệt độ và áp suất vừa phải. Sự quảng cáo hóa học (sự kết nối hóa học) bao gồm sự kết hợp chặt chẽ hơn và có thể được tăng cường bằng cách thụ tinh cacbon với chất amine, ô-xít kim loại hoặc các tác nhân phản ứng khác.

CO2 chụp

CO2 các phân tử (có đường kính hiển vi ~ 0,33 nm) được dùng hiệu quả nhất ở các tiểu cầu. Tuy nhiên, hiệu suất phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất một phần. Đối với sau khi bắt giữ (v. g., từ khí nhà máy điện, kích hoạt các bon điều hòa tối đa (25–75 °C). và CO[FL:2][FL:2] [FL:] độ tập trung của 1015]. Nhà nghiên cứu đã phát triển [T3] [TTTT] [TTTT] [TTTT] bằng cách dùng polyTLTLTL] [TLTL] đa thức] để đạt được một đa thức lượng khí cầu].

Bắt mêtan

Mê - sô - bô - nê (0.38 nm) là một khí nhà kính mạnh mẽ với tiềm năng nóng lên toàn cầu là 25 lần khí CO [FLT: 1] trong một thế kỷ. Kích hoạt sự sợ nước thiên nhiên [FLT:] [FLT:] [FLT: 0] [FLT: 1]] trong một thế kỷ. Kích hoạt khí cacbon gây ra sự sợ nước. Trong các ứng dụng khí ga, cũng có thể loại bỏ dấu vết của các động cơ khí V và COC]

VOCs và các đồng- polluts khác

Nhiều chất thải công nghiệp có chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, hoạt động như khí nhà kính gián tiếp (v.v., bằng cách tạo ra khí ô - tô trong tầng bình lưu). Kích hoạt quang phổ rộng của carbon [FLT], đơn giản hóa hệ thống kiểm soát phát điện tổng quát.

Ứng dụng công nghiệp của các bon kích hoạt để giảm thiểu

1. kỹ thuật phân giải

Các nhà máy than đá được kích hoạt trong bộ lọc túi và các quảng cáo giường đóng gói để thu hồi thủy ngân và theo dấu các hợp chất hữu cơ. Trong khi CO [FLT: 0] [FLT: 1] việc gỡ bỏ khỏi các ống xả xi măng lò sưởi vẫn còn đang nổi lên, các dự án thí điểm đã chứng minh rằng việc kích hoạt carbon có thể phục vụ trước khi có hệ thống nhiệt độ tăng cường năng lượng hoặc màng.

2. Công việc chế tạo hóa chất

Trong thực vật sản xuất ethlen, proclen, hoặc khí cacbon, được kích hoạt lọc khí cacbon trong đó có khí mê tan, ethlen và các chất hydro carbon khác, với kích cỡ tinh bột có thể phục hồi hiệu quả hydro carbon cao hơn trong khi thu được khí nhà kính.

3 Thế hệ quyền lực

Các nhà máy điện được dùng để thải thủy ngân ra khí gas, một công nghệ được ủy nhiệm ở nhiều vùng. Các bon cũng loại bỏ một số khí CO [FLT: 0] [FLT: 1] và VCC như là một chất bảo vệ sinh học. Những tiến triển mới trong “Các bon-bon tổng hợp có thể sớm cho phép các mô-đun carbon được kết hợp trực tiếp vào các hệ thống lọc hiện có để lấy các-bon sâu hơn.

4 Dầu, xăng và đất

Có thể bắt được khí Mê tan phát ra trong quá trình sản xuất khí ga tự nhiên bằng cách sử dụng hệ thống quảng cáo dao động áp suất (PSA) chứa đầy cacbon kích hoạt. Tương tự, các đơn vị phân hủy đất đai phụ thuộc vào các cacbon kích hoạt để loại bỏ H2S và ống dẫn khí thải chất lượng sinh học chất lượng cao hơn nhiều.

Lợi thế của việc kích hoạt carbon hơn các công nghệ kiểm soát tiết ra khác

  • Độ hiệu quả cao: kích hoạt carbon thường rẻ hơn khung cơ quan kim loại, khí cầu, hệ thống cọ rửa bằng mìn, cả giá cả trong chi phí vốn và hoạt động.
  • Một lượng carbon đơn có thể xử lý nhiều chất ô nhiễm cùng một lúc, giảm nhu cầu cho các chuyến tàu chữa trị riêng biệt.
  • Hệ thống quảng cáo có thể được thu nhỏ hoặc giảm một cách dễ dàng, làm cho chúng thích hợp cho các địa điểm công nghiệp nhỏ đến y tế nơi các nhà máy CCS lớn không kinh tế.
  • Hình phạt năng lượng thấp: không giống như bắt giữ dựa trên độ giải mã, kích hoạt hệ thống carbon PSA chỉ cần những thay đổi nhiệt độ vừa phải và có thể được cung cấp năng lượng bằng nhiệt độ chất thải.
  • Khả năng tái tạo: tiềm năng: Nhiều cacbon có thể tái sử dụng hàng trăm lần nếu tái tạo đúng, giảm lượng khí thải xe đạp.

Những thử thách và giới hạn

Sự tái phát và sự tồn tại lâu dài

Sự tái tạo nhiệt (đã đốt nóng 500–900 °C) có thể phục hồi khả năng quảng cáo nhưng cũng tiêu thụ năng lượng và có thể làm giảm cấu trúc lỗ trên chu kỳ lặp đi lặp lại. Sự tái tạo hóa học sử dụng dung dịch như hơi nước hoặc các chất lỏng, tạo ra các vấn đề quản lý nước thải. Nghiên cứu thành mục tiêu tái tạo vi sóng và siêu âm để giảm các sự thu hút này.

Bản in chân carbon của sản xuất carbon

Việc sản xuất carbon được kích hoạt chính nó giải phóng CO ] [FLT: 1], đặc biệt khi dùng vật liệu dinh dưỡng dựa trên than đá. Việc giảm lượng thải lưới phải tính toán cho các cacbon nhúng này. Chuyển sang tiền tố tái tạo như vỏ dừa hoặc chất thải gỗ có thể cải thiện sự cân bằng tổng thể.

Chọn lọc và giao thoa Moisation

Hơi nước trong khí thải công nghiệp có thể cạnh tranh với khí mục tiêu để quảng cáo các địa điểm. Sự sợ hãi độ carbon hoặc các bước đã được sấy trước giảm thiểu vấn đề này nhưng tăng độ phức tạp. Đối với CO [FLT: 0] [FLT: 1], giảm sự can thiệp vào độ ẩm trong khi tăng độ chọn.

Dùng các - bon

Một khi kiệt sức, tiêu dùng carbon được phân loại như chất thải độc hại nếu nó có hợp chất độc quảng cáo (v. d. thủy ngân, kim loại nặng).

Những sự hướng dẫn và cải tiến trong tương lai

Các bon đã kích hoạt bằng máy sinh học

Các chất còn lại trong nền nông nghiệp nông nghiệp (corncobs, rơm, vỏ gạo) và thậm chí chất thải thải ra như tiền tố thấp. Những chất này thường có chất oxy cao, có thể được lợi thế để tạo ra các bề mặt carbon phong phú trong các nhóm chức năng để tăng cường CO [FLT: 0] [FLT: 0] thu.

Các vật liệu có cấu trúc và lai

Việc tiêm các bon kích hoạt bằng kim loại (v. d., MgO, CaO) hoặc cơ quan kim loại tạo ra các khung quảng cáo lai kết hợp với khả năng chọn lọc cao. Lấy thí dụ, [FLT: 0] nghiên cứu [FLT: 0] tô sáng magie-nons có thể thu CO [FL:2] [FL:] tại nhiệt độ khí nóng được tái tạo.

Chụp các bon tích hợp (CCU)

Thay vì dự trữ CO ] 2 [FLT: 1], một số dự án nhằm chuyển đổi nó thành vật liệu xây dựng hoặc hóa chất trực tiếp trong giường quảng cáo. Các cacbon kích hoạt phân tích để cả hai đều bắt CO ) [FLT:] [FLT: 3] và làm cho sự chuyển đổi của nó thành methanol hoặc urea biểu thị một lĩnh vực đầy hứa hẹn.

Cấu hình tiến trình nâng cao

Kết hợp việc quảng cáo carbon kích hoạt với sự tách rời màng hoặc việc chưng cất đông có thể đạt được tốc độ thu cao hơn (Gude95%) trong khi giảm tiêu thụ năng lượng. Việc thay đổi nhiệt độ (TSA) và việc tăng tốc áp suất các đơn vị tung tăng (PSA) được tối ưu hóa bằng máy để dự đoán các chu kỳ đột phá giường và tái tạo thời gian biểu.

Kết luận

Kích hoạt carbon đã đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu lượng khí thải nhà kính công nghiệp, từ việc loại bỏ thủy ngân trong các nhà máy năng lượng đến việc thu khí mê-tan trong các hoạt động dầu và khí gas. với những sáng kiến đang diễn ra trong sự lựa chọn trước tiên, kỹ thuật mặt, và kỹ thuật tái tạo, sự đóng góp của nó được thiết lập để mở rộng đáng kể. vì ngành công nghiệp đối mặt với các nhu cầu nghiêm ngặt hơn các bon phục hồi, kích hoạt carbon cung cấp một con đường tiến tới có thể được chứng minh, và bền vững hơn.