Page 72 - 电力与能源2021年第三期

3 3 4 金家敏: 利用石灰煤炭捕捉二氧化碳与应用技术

3 一般塑料需要 10~20 年才能分解, 塑料瓶需要
炭。结果得到了 31920 亿 m 优质煤气。 10 亿t
500 年才能分解。分解后形成非常微小的颗粒,
煤炭既减少了32 亿t二氧化碳排放, 又为全球78
亿人口, 提供了每人每年 409m 优质煤气。 每年有 1000 万t流入海洋, 被海洋生物吞食, 受
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水泥和钢铁生产时利用煤炭实现减排, 在技 到伤害。
术方面非常简单, 投资小。唯一的要求是炉体或 据最近报载, 英国牛津大学科学家采用微波
炉胆必须封闭。在研究不同催化剂催化活性时, 技术将塑料分解成清洁能源氢( 97% ) 和高价值碳
用的就是封闭的小铁盒, 做了许多试验, 因此在技 纳米管, 称已成功解决了地球塑料污染的世界性
术方面没有问题。 难题。
综上所述, 用了 58 亿 t石灰石, 21.8 亿 t铁 本文认为利用石灰捕捉的二氧化碳可以解决
矿石, 约 10 亿t煤炭, 却得到了 32.48 亿t石灰, 塑料污染。
10.8 亿t铁和 31920 亿 m 优质煤气, 二氧化碳 PP 型和 PE 型塑料的分子结构如图 2 所示。
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排放量减少了 31.92 亿t 。这两个反应都是增能
反应。从目前家庭使用的煤气量估算可知, 每人
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每年煤气使用量不可能超过 30m 。就按 30m
计算, 还有 29580 亿 m 高热值煤气可供工业生
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产使用。 图 2 PP 型和 PE 型塑料分子结构
我国水泥产量占全球 50% , 钢铁产量占全球 在1000℃ 高温与二氧化碳发生反应, 生成氢
53% 。全球水泥钢铁生产时排放的 31.92 亿t中 和一氧化碳。与二氧化碳的反应式是:
有超过 16 亿t二氧化碳是我国排放的。它可以 ( 7 )
PE 型塑料: C 2H 4+2CO 2=4CO+2H 2
生产 16000 亿 m 无氮 的 高 热 值 煤 气。按 我 国 PP 型塑料: C 3H 6+3CO 2=6CO+3H 2 ( 8 )
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14 亿 人 口 计 算, 每 人 每 年 可 使 用 的 煤 气 量 为 1t的 PE 或 PP 型塑料与二氧化碳化学反应
1143m 。估计每人每月用于烧饭取暖的煤气用 后, 可以得到 4800m 无氮型高热值清洁煤气。
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量在 3m 以下, 就按3m 计算, 每人年消耗量为 从反应式可以看到, 煤气中 CO / H 2 比值是 1 / 2 。
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36m , 仅占产量的 3.14% , 还有 16500 亿 m 优 这表明高热值煤气是因为其中没有氮气, 只有 H 2
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质煤气可以用于发电等工业生产。 和 CO ; 清洁煤气是因为经过 1000℃ 高温焠炼以
政府应当下令禁止柴禾、 塑料垃圾、 动物遗体 后, 垃圾塑料中有毒、 有害物料全部被彻底分解,
等任意焚烧, 必须用来生产煤气。如果把这些部 煤气变得非常清洁。
门生产的煤气加在一起, 可使用的煤气量就更多 如果在全球范围内每年处理 2 亿 t塑料, 可
了。这些数据有力地说明, 利用煤炭减排不但不 以生产9600 亿 m 无氮型高热值清洁煤气, 平均
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需要捕捉, 相反却带来了巨大的经济效益。 每人每年可以使用123m 煤气。当把水泥、 钢铁
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虽然利用煤炭减排水泥和钢铁生产时排放的 生产得到的每人每年可以使用的 409m 煤气加
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二氧化碳是一个好方法, 但是毕竟还需要煤炭。 在一起, 全球 78 亿人口每人每年可使用的煤气量
从长远考虑, 最终的办法还是植树造林, 在全球范 达到 532m , 如果再加上大量的柴禾、 焚尸炉生
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围内推广森林公墓代替目前的水泥公墓, 贮存木 产的无氮型高热值煤气以及发电厂排放的二氧化
材, 用木炭代替煤炭, 可解决煤炭枯竭和气候变暖 碳转化为煤气, 其量估计在 1500m 以上。
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问题。 每人每年可以使用 1500m 高热值煤气, 这
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也许足够人类生产活动需要的能量。人类再也不
3 利 用 石 灰 捕 捉 的 二 氧 化 碳 消 除 白 色
必要担心能源枯竭了。
污染
利用石灰石分解产生的二氧化碳与塑料生产
塑料是人类最伟大的发明之一, 但也带来一 无氮型高热值煤气。估计贮能指数大于 4 , 是一
个世界性难题, 就是塑料污染, 又称白色污染。超 个增能反应。从经济方面考虑, 1t的塑料能生产
过 75% 的塑料, 一次用后已无法回收。目前, 世 4800m 高热值煤气, 其发热值估计接近天然气,
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界上有 40 亿t塑料掩埋在地下或堆放在地面上。 约为城市煤气的 3 倍。售价预计在 3 元左右。按