Извлечение СО2 из атмосферы

 
UA alex_zeed #17.07.2008 18:46
+
-
edit
 

alex_zeed

втянувшийся

Вот такой вот вопрос - для специалистов разных отраслей, но к химии наверное ближе всего. Кто как считает, какие возможны методы концентрации углекислого газа из атмосферы? Зачем он нам - это отдельный вопрос вне этой темы. Хотя коротко я на него конечно отвечу, не дожидаясь пока мне его зададут - для синтеза органики в далеком будущем, когда нефти не будет, а энергия будет, на данный момент не важно какая.

Лично я себе представляю пока 2 метода - вымораживание и реакция с карбонатом, к примеру, натрия - поглощение СО2 при температуре окружающей среды и выделение его при нагревании. Оба метода кажутся достаточно энергоемкими сами по себе. При вымораживании например очень важно качество теплообменников для возврата тепла, поскольку углекислого газа в воздухе очень мало и основная энергия уходит на охлаждение самого воздуха. А при реакции с карбонатом - на нагрев воды и возможно ее перекачивание.

В идеале хочется метод, который требовал бы существенно меньше энергии, чем последующее выделение углерода из СО2 - тогда данную схему можно было бы использовать не только в будущем, а в сочетании с электролизом для получения водорода и последующим синтезом - для запасения солнечной электроэнергии в жарких странах в виде синтезированных углеводородов.
 

U235

старожил
★★★☆
Промышленный метод получения углекислоты, насколько я знаю, - вымораживание углекислоты из адиабатически расширяющегося сжатого воздуха. Сомневаюсь, что можно придумать более эффективный метод основанный на химии
Демократия – в аду, на небе Царство  
+
-
edit
 

alex_zeed

втянувшийся

U235> Промышленный метод получения углекислоты, насколько я знаю, - вымораживание углекислоты из адиабатически расширяющегося сжатого воздуха. Сомневаюсь, что можно придумать более эффективный метод основанный на химии

И это выходит выгоднее вымораживания холодильной машиной? Но ведь перед адиабатическим расширением воздух нужно сжать, а затем охладить, потеряв при этом существенную часть энергии, затраченной на сжатие...
 
EE Татарин #17.07.2008 19:00  @alex_zeed#17.07.2008 18:56
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
U235>> Промышленный метод получения углекислоты, насколько я знаю, - вымораживание углекислоты из адиабатически расширяющегося сжатого воздуха. Сомневаюсь, что можно придумать более эффективный метод основанный на химии
alex_zeed> И это выходит выгоднее вымораживания холодильной машиной?
А это ничего, что описаный процесс - и есть холодильная машина? :)
С воздухом в качестве рабочего тела. Что хорошо: теплообмен и производительность куда выше.

alex_zeed> Но ведь перед адиабатическим расширением воздух нужно сжать, а затем охладить, потеряв при этом существенную часть энергии, затраченной на сжатие...
А халявы вообще не бывает. Энтропия должна расти.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

U235

старожил
★★★☆
Естественно, что на сжатие воздуха тратится энергия. Но, во-первых, на химические процессы эта энергия тоже тратится. А во-вторых, товарный продукт - это все равно сжиженная или твердая углекислота, так что ее все равно сжимать или морозить, а тут оно сразу в нужном виде получается.
Демократия – в аду, на небе Царство  

au

   
★★
Есть вещества/материалы (забыл название), которые СО2 из смеси газов поглощают реверсивно. Для очистки газов угольных станций от СО2 применяются местами. Погуглите сорбент СО2 и угольные станции, найдётся.
Только непонятно почему такой экзотический источник выбран. Любая органика природная даст синтез-газ, если весь уголь уже спалили :)

з.ы. Во. Google Это уже используется.
 
Это сообщение редактировалось 17.07.2008 в 19:16
RU вантох #17.07.2008 19:22  @alex_zeed#17.07.2008 18:46
+
-
edit
 

вантох

опытный

alex_zeed> Вот такой вот вопрос - для специалистов разных отраслей, но к химии наверное ближе всего. Кто как считает, какие возможны методы концентрации углекислого газа из атмосферы? Зачем он нам - это отдельный вопрос вне этой темы. Хотя коротко я на него конечно отвечу, не дожидаясь пока мне его зададут - для синтеза органики в далеком будущем, когда нефти не будет, а энергия будет, на данный момент не важно какая.

Вообще-то для синтеза органики совершенно забесплатно и сейчас как раз очень хорошо бы иметь в атмосфере побольше СО2. Для фотосинтеза тс. Поэтому самых реальных способов борьбы с СО2 всего 2- во-первых сажать побольше зелени, во вторых - если уж очень надо-вешать щелочные подгузники на выхлопные трубы.
Любой другой способ требует огромных затрат энергии на прокачку сквозь аппарат громадных объемов очищаемого воздуха.
Прикидывал - вроде киловатт - это два куба в секунду.
Это просто в нынешних условиях такие методы не применяются, но вообще они есть.  
RU Dem_anywhere #17.07.2008 22:52  @alex_zeed#17.07.2008 18:56
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

U235>> Промышленный метод получения углекислоты, насколько я знаю, - вымораживание углекислоты из адиабатически расширяющегося сжатого воздуха. Сомневаюсь, что можно придумать более эффективный метод основанный на химии
alex_zeed> И это выходит выгоднее вымораживания холодильной машиной? Но ведь перед адиабатическим расширением воздух нужно сжать, а затем охладить, потеряв при этом существенную часть энергии, затраченной на сжатие...

Там энергия по кругу бегает. Например охлаждение оставшимся после расширения воздухом и т.д.
 
UA alex_zeed #17.07.2008 23:01  @Татарин#17.07.2008 19:00
+
-
edit
 

alex_zeed

втянувшийся

Татарин> А это ничего, что описаный процесс - и есть холодильная машина? :)

Убедил :)
Как-то я этого не осознал сразу. Но все равно нужен хороший теплообменник. Для рециркуляции теплоты обрабатываемого воздуха. И потери в компрессоре и детандере будут браться от всего прокачиваемого воздуха.

Просто я вначале представил себе только реализацию "в лоб" - берем воздух и сжимаем его до n атм, температура его растет на пару сотен градусов, мы его охлаждаем опять до комнатной (потеряв кучу энергии), и затем детандируем, получая холодный воздух, лед и углекислоту. Потребляемая мощность на единицу выработанного CO2 получится просто зверская, учитывая что его всего 0.038 % в воздухе.

А реально по идее нужно сжать немного, чтобы воздух нагрелся на несколько градусов, охладить обратно до внешней температуры, а затем пропустить через теплообменник, охладив до -75 или до скольки надо, детандировать и пропустить обратно через теплообменник.

Но мой вариант (то что я назвал "вариантом с холодильной машиной") - это чуть другое. Воздух (с атмосферным давлением) проходит через теплообменник, охлаждаясь до, скажем, -75, затем холодильной машиной охлаждается до -80 с вымораживанием CO2, а затем проходит через теплообменник обратно, нагреваясь до комнатной минус 5 градусов. Этот вариант приятнее тем, что теплообменник может быть более тонкостенным - в нем нет перепада давления. И увеличивая размеры теплообменника при заданном расходе воздуха, можно уменьшать его аэродинамическое сопротивление и перепад температур в нем. А это напрямую ведет к снижению затрат энергии (первое - энергии на перекачку, второе - энергии на охлаждение)

au, за CO2-сорбенты спасибо - почитаю. Собственно упомянутая мной сода - тоже CO2-сорбент, но не самый лучший.

Да - переработка CO2 фотосинтезирующими растениями или одноклеточными - это вариант, хотя там надо дополнительно организовывать круговорот питательных веществ - калия, азота и фосфора в первую очередь.
Да и КПД в 1-3% не впечатляет, хочется большего :)
 
+
-
edit
 

alex_zeed

втянувшийся

Dem_anywhere> Там энергия по кругу бегает. Например охлаждение оставшимся после расширения воздухом и т.д.

Ага, я уже догадался. Но надо будет поискать описание процесса поподробнее, а не выдумывать из головы велосипед. А то возникают странные вопросы. Ведь углекислота должна получаться твердая? Прямо в детандере? А как ее оттуда достают?
 
RU вантох #17.07.2008 23:28  @alex_zeed#17.07.2008 23:01
+
-
edit
 

вантох

опытный

alex_zeed> Да - переработка CO2 фотосинтезирующими растениями или одноклеточными - это вариант, хотя там надо дополнительно организовывать круговорот питательных веществ - калия, азота и фосфора в первую очередь.
alex_zeed> Да и КПД в 1-3% не впечатляет, хочется большего :)

Из кругооборота чтоб сорняк попер достаточно на большей части шарика только воду дать. Или еще проще - в море развить поверхность для роста- навтыкать тросов и тп -больше мели.
Запрудить стоки крупных рек в мелководье - от городов там калия-фосфора более чем. Вонять правда будет)) типа навоз.
КПД 1-3 вполне хорош когда энергию тратить вообще не надо, а громадные масштабы получаем сразу и задешево - ни один компрессор такой производительности не даст.
Это просто в нынешних условиях такие методы не применяются, но вообще они есть.  
MD Wyvern-2 #17.07.2008 23:52  @alex_zeed#17.07.2008 23:01
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆

Татарин>> А это ничего, что описаный процесс - и есть холодильная машина? :)
alex_zeed> Убедил :)
alex_zeed> Просто я вначале представил себе только реализацию "в лоб" - берем воздух и сжимаем его до n атм, температура его растет на пару сотен градусов, мы его охлаждаем опять до комнатной (потеряв кучу энергии), и затем детандируем...

...на турбине, которая крутит компрессор, сжимающий воздух ;) А холодный воздух, после выпадения СО2, встречным потоком в теплообменник до турбодетандера. И каков будет КПД ? :F

На самом деле ты смешиваешь ДВА разных процесса:
-охлаждение СО2 до - 780C при нормальном давлении с образованием твердой фазы, "сухого льда"
-сжатие углекислоты до 70атм при комнатной температуре, с получением жидкой углекислоты
Промежуточные - сжатие+охлаждение приведет к частичному переходу СО2 в твердую и жидкую фазы в смеси.

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  
+
-
edit
 

Tot Amon

втянувшийся

админ. бан
а существуют ли приемлемые способы обратимой абсорбции углекислого газа из атмосферы КА?
На предмет фотосинтеза водорослями? Может какая нибудь химия?
ta neteru  

marata

Вахтер форумный
★☆
au> Есть вещества/материалы (забыл название), которые СО2 из смеси газов поглощают реверсивно. Для очистки газов угольных станций от СО2 применяются местами. Погуглите сорбент СО2 и угольные станции, найдётся.
au> Только непонятно почему такой экзотический источник выбран. Любая органика природная даст синтез-газ, если весь уголь уже спалили :)
au> з.ы. Во. Google Это уже используется.
И как я такое пропустил :)
Промышленный способ получение углекислого газа это сорбция из дымовых газов ТЭЦ на моноэтаноламине с последующей десорбцией нагреванием и копремированием. В результате получается жидкая углекислота, которая очень легко переводится в твердую (там точно нет турбодетандеров :) ). Для получения пищевой углекислоты часто применяют газ от бродильных установок, но ТЭЦовский тоже "канает".
Почему используют моноэтаноламин (МЭА)? Потому, что он дешев, безвреден (смотрим на состав кремов и шампуней), легко образует достаточно прочный комплекс с СО2. Но в тоже время этот комплекс разрушается при нагревании без разложения самого МЭА. При этом МЭА обратно возвращается в скрубер.
 
+
-
edit
 

Mishka

модератор
★★☆
Вот она — дорога в рай! :) Надо теперь ко всем выделителям углекислоты приделать такую установку. И количество CO_2 в атмосфере, выделяемое человеком, можно будет легко регулировать. :F
 
+
-
edit
 

Tot Amon

втянувшийся

админ. бан
au>> Есть вещества/материалы (забыл название), которые СО2 из смеси газов поглощают реверсивно. Для очистки газов угольных станций от СО2 применяются местами. Погуглите сорбент СО2 и угольные станции, найдётся.
au>> Только непонятно почему такой экзотический источник выбран. Любая органика природная даст синтез-газ, если весь уголь уже спалили :)
au>> з.ы. Во. Google Это уже используется.
marata> И как я такое пропустил :)
marata> Промышленный способ получение углекислого газа это сорбция из дымовых газов ТЭЦ на моноэтаноламине с последующей десорбцией нагреванием и копремированием. В результате получается жидкая углекислота, которая очень легко переводится в твердую (там точно нет турбодетандеров :) ). Для получения пищевой углекислоты часто применяют газ от бродильных установок, но ТЭЦовский тоже "канает".
marata> Почему используют моноэтаноламин (МЭА)? Потому, что он дешев, безвреден (смотрим на состав кремов и шампуней), легко образует достаточно прочный комплекс с СО2. Но в тоже время этот комплекс разрушается при нагревании без разложения самого МЭА. При этом МЭА обратно возвращается в скрубер.


а это может подойти для абсорбции углекислого газа из атмосферы КА? Не будет ли МЭА (кстати , по моему все таки применяется ДМЭА и ТМЭА) постепенно сам разлагаться? Потом он жидкий, уж лучше полимер. Концентрация газа необходима для более эффективного фотосинтеза водорослями.
ta neteru  
Mishka: предупреждение (+1) по категории «Оверквотинг[п.15]»
+
-
edit
 

Mishka

модератор
★★☆
T.A.> а это может подойти для абсорбции углекислого газа из атмосферы КА?
Слушай, когды ты цитировать научишься нормально?
 
+
-
edit
 

Tot Amon

втянувшийся

админ. бан
а ЧО цитировать? Эта проблема никогда не решалась! Я всегда охотно даю ссылки, рисунки и графики если есть.
ta neteru  
+
-
edit
 

marata

Вахтер форумный
★☆
T.A.> а это может подойти для абсорбции углекислого газа из атмосферы КА? Не будет ли МЭА (кстати , по моему все таки применяется ДМЭА и ТМЭА) постепенно сам разлагаться?
Он будет, во-первых, испаряться и попадать в атмосферу КА. Поэтому для в таких случаев есть сорбция на цеолитах. У меня стоял такой аппарат. У него два патрона, пока один работает, второй - регенерируется. Из одной трубки идет чистый воздух, из второй - углекислый газ и вода.
Т.А.> Потом он жидкий, уж лучше полимер.
Именно МЭА, так у ТЭА вязкость выше, а ДЭА вообще твердый при н.у. А в промышленности с жидкостями легче работать.
 

ahs

координатор
★★★
Mishka> Вот она — дорога в рай! :) Надо теперь ко всем выделителям углекислоты приделать такую установку. И количество CO_2 в атмосфере, выделяемое человеком, можно будет легко регулировать. :F
Да ну, бред какой то, и сама мысль бредовая. Вы б еще метан из атмосферы изымали и коровам в Бразилии газоулавливатели под хвост ставили. (это вообще про топик :D)
Насколько я помню, основной резервуар углерода - это карбонаты, основной резервуар свободного со2 - морская вода, от колебаний ее температуры и от деятелности морских организмов, захоранивающих карбонаты, во многом зависят колебания концентрации со2. Вообще, в википедии довольно неплохо про все это написано, c картинками, читайте и обрящете :)
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  
UA alex_zeed #21.08.2008 15:58
+
-
edit
 

alex_zeed

втянувшийся

Бред или не бред - зависит от целей улавливания :). Вот мне например СО2 был нужен, чтобы в Африке построить уловитель газа и солнца, заменяющий всю мировую добычу нефти :) Ну на самом деле просто разминка для мозгоподобного вещества в башке :)
Когда-то меня достали эти вопли - вот, нефть кончится и ничего у нас не станет. Я взял и посчитал. При 10% КПД преобразования энергия, полученная на площади в 1 млн кв. км. (1/6 Сахары), достаточна для синтеза двух мировых объемов добычи нефти.

Вообще когда пишешь - сам осознаешь что-то новое. Ведь правда, а нахрен нам эти все искусственные химпроцессы с СО2? Построить по пути от океана к Сахаре здоровый водоканал с солнечным энергообеспечением насосов, опреснители тоже солнечные, залить ее водой по самое немогу, не 1/6, а половину - и пускай там растет зелень какая-нить, хоть с 3% КПД - зато сама.

Да, а может и водоканал нам не нужен? Пускай вода сама летит, по воздуху? Нужны солнечные конденсаторы влаги (большие абсорбционные холодильники) - они из воздуха сразу пресную воду доставать будут.

Да, пожалуй зелень таки обладает кучей преимуществ. Возможно ее еще и генетически модифицировать можно, хоть вон с теми маслопроизводящими водорослями скрестить.

Хм. И Сахара кажись тоже не нужна... Бо неуютно там и хозяева хоть какие-то, да есть. А вот Тихий Океан...

То есть строим из пенопласта остров, на него насыпаем какой-нибудь грунт-основу, растим зелень, пиролизуем-конвертируем в углеводороды, отделяя при этом азот-калий-кальций-фосфор-микроэлементы, которые сыпем назад в грунт. А из углеводородов, не до конца распроданных, делаем что? Правильно, пенопласт :) Грунт правда где-то надо раздобывать - но это уже не такая большая проблема. Грязюки в этом мире хватает :)

Жуть. Вот это дорассуждался. Выходит не нужны нам методы добычи СО2 из атмосферы с компрессорами-детандерами и т.п. Ибо есть методы, работающие при нормальных условиях да еще и сами...

Да - а извлечение СО2 из атмосферы с целью чтоб его там стало меньше и не было парникового эффекта - бред. Уверен в этом полностью. Вообще в значительность антропогенной составляющей парникового эффекта - не верю. В сам эфект - верю конечно. Как в часть системы терморегуляции Земли. Устойчивой, заметьте, системы - иначе она бы из своего состояния давно перешла в другое. Устойчивое :)
 

ahs

координатор
★★★
alex_zeed> Жуть. Вот это дорассуждался.

Ага :D
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  
+
-
edit
 

Mishka

модератор
★★☆
T.A.> а ЧО цитировать? Эта проблема никогда не решалась! Я всегда охотно даю ссылки, рисунки и графики если есть.
Сообщения, на которые ты отвечаешь. Не надо брать всё сообщение, а потом добавлять одну строчку ответа.
 

Mishka

модератор
★★☆
ahs> Да ну, бред какой то, и сама мысль бредовая. Вы б еще метан из атмосферы изымали и коровам в Бразилии газоулавливатели под хвост ставили. (это вообще про топик :D)

Ты, родимый, сначало топики здесь почитай, а потом будешь высказываться. :P Особенно про потепление и влияние человека на оное.

ahs> Насколько я помню, основной резервуар углерода - это карбонаты, основной резервуар свободного со2 - морская вода, от колебаний ее температуры и от деятелности морских организмов, захоранивающих карбонаты, во многом зависят колебания концентрации со2. Вообще, в википедии довольно неплохо про все это написано, c картинками, читайте и обрящете :)

Ещё раз — читай Базу и обрящешь. :F
 

ahs

координатор
★★★
Mishka> Ещё раз — читай Базу и обрящешь. :F
Я топик читал. Главное, читал тему топика :) а базу читаю третий год :F
Как показали исследования, те кто занимается утренней гимнастикой умирают гораздо реже, потому что их гораздо меньше.  

в начало страницы | новое
 
1914: Покушение Гаврилы Принципа на австрийского престолонаследника Франца Фердинанда в Сараево и его жену, послужившее поводом к началу Первой мировой войны. (102 года).
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru