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西弗吉尼亚大学捕集二氧化碳及出售碳酸氢钠(小苏打)

发表时间:2018-11-22 14:00

西弗吉尼亚大学(West Virginia UniversityWVU的研究将集中于将发电厂烟气中的二氧化碳转化为商业质量的碳酸氢钠,其目的是利用产品销售来降低碳捕集技术的成本。

根据国家可再生能源实验室的年度技术基线报告中的数据,目前的技术可以使得最清洁的燃煤超超临界发电厂的成本增加50%以上。

这项耗资100万美元的项目由美国能源部化石能源办公室通过国家能源技术实验室提供资金。20%匹配的资金由合作方提供。

WVU矫形外科教授、纳米材料科学专家和该项目的领导人Bingyun Li教授,将进行实验室实验,以测试电厂烟气中的其他气体对该过程的影响。

排放的烟气除二氧化碳外,还主要包含氮气、水蒸气和氧气,如果得到控制的话,污染物如二氧化硫和氮氧化物等都可以被溯源。

匹兹堡大学的化学工程学教授Badie Morsi将开发一个基于该工艺的商业规模系统,而WVU戴维斯农业自然资源与设计学院教授Jingxin Wang则对该工艺的成本进行评估。

Bingyun Li教授的初步研究揭示了甘氨酸(Gly)和丙氨酸(Ala)两种氨基酸能够捕集二氧化碳并将其转化为碳酸氢盐纳米纤维或纳米线的“花”。因为氨基酸是生物中蛋白质的组成部分,所以这个过程对环境是安全的。他表示,这项正在申请专利的过程比目前领先的燃烧后碳捕集技术效率更高,且二氧化碳吸收量是其三倍。

WVU能源研究所临时主任JamesWood表示:“Bingyun Li教授的独特创新有潜力克服目前碳捕集和封存技术的高设备成本。附近有一个运行得特别良好的电厂,其管理层对我们有浓厚的兴趣,这对于获得商业化所需的设计和安装知识很重要。这是大学培养交叉研究能力的一个极好的例子,也是为什么WVUR1级研究机构的一个例子。”

Bingyun Li教授说:“发电厂排放的二氧化碳影响了我们的日常生活,也影响了煤炭工业。我们很高兴能够借用我们在纳米技术方面的专长来解决一个重要的环境和能源问题,并且我们很幸运能够支持我们国家和全世界的煤炭工业。此外,我们也可以为把二氧化碳转化成纳米碳酸氢钠探索一些新的市场。”

目前,碳酸氢钠市场需求为570万吨/年,并且正在持续增长。根据全球市场洞察力预测,2024年其市值将达到90亿美元。这种化学品可用于烘焙食品、清洁产品及药品等。由WVU的专利工艺生产的纳米颗粒的不同寻常的形状为新的应用如胶囊药物的制造打开了可能性。

根据Bingyun Li教授的观察,溶剂产生前所未有的CO2贫相和CO2富相的清晰分离,使得从溶剂中分离小苏打颗粒和再循环溶剂以捕集更多的二氧化碳和制造更多的颗粒更为容易。富含CO2的相中含有73.5%重量百分比的碳酸氢钠,几乎与当前商业化的生产小苏打的方法索尔制碱法相同,。研究人员的目标是用WVU工艺制造出纯度为99.8%的产品。

Bingyun Li教授说:“WVU技术很简单,有可能在发电厂现场产生有用的副产品。这个系统可以改造成现有的发电厂,以及增加到新的发电厂中。”

注释:

Solvayrocess索尔制碱法,1861年,比利索尔ErnestSolvay,1832-1922)以食、石灰石和氨原料,制得了碳酸氯化,是氨碱法ammonia soda process

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