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直接空气捕获(DAC)

2010
利用化学方法从大气中去除二氧化碳的直接空气捕集装置。

(图片仅供参考)

一种旨在直接从环境大气中去除二氧化碳的技术,其浓度非常低(约420 ppm)。两种主要方法要么使用液体溶剂系统,即空气通过化学溶液(例如氢氧化钾);要么使用固体吸附剂系统,即空气通过与二氧化碳发生化学结合的类似过滤器的表面。捕获的二氧化碳随后被释放,用于储存或利用。

直接空气捕获 (DAC) 是一种负排放技术,因为它可以消除空气中的历史二氧化碳排放,而点源捕获则只能阻止新的排放。其主要的技术挑战在于空气中二氧化碳浓度较低,这需要输送大量空气并使用高效的化学吸收剂,这使得该过程能源密集且成本高昂。

在液体溶剂系统中,大型风扇将空气吹过装有强化学溶液(通常是氢氧化物水溶液)的空气接触器。二氧化碳发生反应生成碳酸盐。然后,该盐溶液在一个单独的反应器中加热,该反应器以纯净的气流形式释放二氧化碳,并再生原始的氢氧化物溶液以供重复使用。该过程连续进行,但需要高温加热(最高可达 900°C)。

在固体吸附剂系统中,空气吹过表面结合有胺或其他化学物质的固体材料(吸附剂)。这些化学物质选择性地吸附二氧化碳分子。吸附剂达到饱和状态后,会被送入低压加热室,二氧化碳在此释放。该过程所需的温度通常低于液体吸附系统(80-120°C),从而可以利用废热或地热能。二氧化碳被捕获并净化后,必须将其永久封存于地下,或用于合成燃料或建筑材料等产品,以实现气候效益。

UNESCO Nomenclature: 3305
化学工程与技术

类型

工业流程

中断

递增

用法

新兴技术

前体

  • 用于潜艇和航天器生命维持的空气净化技术
  • 工业气体分离和净化技术(例如变压吸附)
  • 化学工程和材料科学在吸附剂开发方面的进展
  • 了解酸碱化学
  • 气候变化理论和负排放的必要性

应用程序

  • 为合成燃料提供二氧化碳(例如与绿色氢气结合)
  • 向温室供应二氧化碳以促进植物生长
  • 碳酸饮料
  • 用于碳捕获、利用和储存(CCUS)项目
  • 由 climeworks(瑞士)和 carbon engineering(加拿大)等公司运营的商业 DAC 工厂

专利:

  • US7892348B2
  • US8128749B2
  • WO2010051693A1

潜在创新理念

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Related to: direct air capture, DAC, carbon removal, negative emissions technology, solid sorbents, liquid solvents, climeworks, carbon engineering, air scrubbing, CCUS.

历史背景

直接空气捕获(DAC)

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2013-09-24

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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