捕捉和封存二氧化碳的化学原理及其应用前景.pdfVIP

2011年第6期化学教育

撬知识。龠缉l捕捉和封存二氧化碳的化学原理及其应用前景

雷范军’吴惠华

(广东佛山市高明区纪念中学528500)

摘要二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一，也是未来实现低碳经济

转型的重要环节，因此备受发达国家政府的重视和发展中国家的关注。介绍了“捕捉C02”和“封存

C0：”的化学反应原理和二氧化碳的捕捉和封存技术及其应用前景。

关键词二氧化碳捕捉和封存化学原理温室气体低碳经济

1问题的提出左边的活塞，按一定速度鼓入C0§含量高的空气

空气中二氧化碳(C02)浓度的持续走高引起人时，利用太阳能将反应器加热到400℃，Ca0(s)+

dnn丫、

们的高度重视，自2010年丹麦哥本哈根全球气候峰

会以来，低碳经济和低碳生活的研究和舆论逐渐成CaC0。，从而利用生石灰为原料捕捉了二氧化碳并

为全世界的热点和时尚。单纯从技术角度出发，一将其封存在碳酸钙之中。

些科学家认为，人类不仅要努力减少C0z的排放，还步骤二中的CaOQ俗称为石灰石、大理石等，当

要尽快想办法清除空气中过多的C02，这就是二氧关闭反应器左边的活塞，利用太阳能将反应器加热到

化碳的捕捉和封存(CCS)概念的来由。Onn丫、

2什么是二氧化碳的捕捉和封存

为CaO的同时释放出OQ，从而获得了步骤一所捕捉

CO。的捕捉和封存是指C02从工业或相关能

和封存的二氧化碳，利用释放出的高纯度的OQ进行

源的源头分离出来，输送到一个封存地点，并且长期

化工生产，如工业上制备小苏打或苏打等。

与大气隔绝的一个过程。潜在的技术封存方式有：

虽然上述步骤一的反应物就是步骤二的生成物，

地质封存(在地质构造中，例如石油和天然气田、不

步骤一的生成物就是步骤二的反应物，但由于反应温

可开采的煤田以及深层盐沼池)，海洋封存(直接释

度不一样，前者为400℃、后者为9∞℃，且前者是空气

放到海洋水体中或储存在海底)以及将COz固化成

中的二氧化碳，后者是纯净的二氧化碳，因此步骤一中

无机碳酸盐等。

所发生的化学反应不是步骤二中所发生的化学反应的

3几种二氧化碳的捕捉和封存技术的化学逆反应，但为了尽量减少成本，在步骤一和步骤二中可

原理以循环利用的物质是CalO。

为了既可以实现减少空气中温室气体的目标，生石灰捕捉和封存二氧化碳的方法需要利用太

又通过固定和利用C0z实现有效地利用资源的目阳能，由于不同地域存在可利用太阳能的情况不同，

的，科学家们设想了一系列“捕捉COz”和“封存因此该方法容易受到地域的限制。

C02”的方法，下面从20lo年高考有关试题情境中

3．2烧碱溶液捕捉和封存二氧化碳法

精选几例进行分类剖析。另一些科学家利用Na0H溶液的喷淋“捕捉”

3．1生石灰捕捉和封存二氧化碳法空气中的Co，如图2所示[1]。

一些科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉”空

气中的C02，如图1所示[1]。c0