211service.com
Anglies surinkimas naudojant fermentus
Naujas būdas surinkti anglies dioksidą iš dūmtraukių gamina žaliavą, kurią galima sekvestruoti po žeme arba paversti tokiomis medžiagomis kaip soda, kreida ar kalkakmenis. CO2 Solution iš Kvebeko miesto (Kanada) jau išbandė savo procesą mažoje komunalinėje deginimo krosnelėje ir Alcoa aliuminio lydykloje. Jos mokslininkai dabar dirba su jėgainių įrangos milžinais Babcock ir Wilcox, ieškodami būdų, kaip pritaikyti technologiją anglimi kūrenamoms generacinėms stotims.
CO2 tirpalo bioreaktoriuje, kaip ir pavaizduotame aukščiau esančioje diagramoje, yra su fermentais sujungta pakavimo medžiaga, kuri sąveikauja su vandens tirpalu, pumpuojamu iš viršaus, ir dūmų kamino išmetimais, kurie patenka į dugną ir burbuliuoja aukštyn. Išmetamųjų teršalų sraute esantį anglies dioksidą sugauna pakavimo medžiagos paviršiuje esantys fermentai ir paverčia bikarbonato jonais. Išvalytas oras išeina iš viršaus, o bikarbonato tirpalas išeina iš apačios. Bikarbonatas atskiru procesu gali būti ekstrahuojamas iš tirpalo ir paverčiamas junginiais, pvz., kalkakmeniu, skirtu naudoti pramonėje.
Įmonė sukūrė genetinę inžineriją E. coli bakterijos gamina fermentą, kuris anglies dioksidą paverčia bikarbonatu. Fermentas yra bioreaktoriaus technologijos, kurią būtų galima išplėsti, kad būtų galima surinkti anglies dvideginio išmetimą iš elektrinių, naudojančių iškastinį kurą, branduolys – tai savalaikė plėtra, nes didėja politinė parama ribojimo ir prekybos schemoms, kurios suteikia rinkos vertę. anglies.
Kol kas turime nedidelį prototipą, sako Sylvie Fradette, „CO2 Solution“ tyrimų ir plėtros viceprezidentė. Toliau turime pažvelgti į tai, ko reikia labai dideliam prototipui arba bandomajai gamyklai.
Fermentas, vadinamas karboanhidraze, paprastai apdoroja organizmuose susidarantį anglies dioksidą. Į E. coli vaidina svarbų vaidmenį metabolizme. Dešimtajame dešimtmetyje būdamas doktorantūros studentas Fradette vadovavo Lavalo universiteto tyrimų grupei, kuri išskyrė fermentą, imobilizavo jį ir sugalvojo, kaip jį atgaminti. Gavęs daktaro laipsnį. chemijos inžinerijos srityje ji prisijungė prie CO2 Solution 1998 m. Manėme, kad būtų įdomu panaudoti šį fermentą, kad atkartotų tai, ką jis taip gerai daro gamtoje, sako Fradette. Mes nustatėme, kad tai buvo labai veiksminga atliekant CO2 transformaciją.
Yra daug kitų būdų, kaip surinkti anglies dioksidą iš pramoninių ir elektrinių kaminų, tačiau anglies dioksido srauto atskyrimas nuo kitų dujų ir teršalų dauguma šių metodų reikalauja daug energijos ir todėl yra gana brangūs. Fradette teigia, kad CO2 Solution metodas, kuriam nereikia atskirti anglies dioksido nuo kitų dujų, gali būti taikomas bet kokioms dujinėms nuotekoms, kuriose yra anglies dioksido, todėl jis būtų idealus tiek įprastoms anglies gamykloms, tiek naujesniems švarių anglies įrenginiams, pagrįstiems dujofikavimu.
Bioreaktorius yra ilgas cilindras, kuriame yra užpildymo medžiaga, kuri veikia kaip kieta fermento atrama. Šios medžiagos paviršius buvo chemiškai modifikuotas, kad fermentai tvirtai prisitvirtintų. Baliono viršuje pumpuojamas vandens tirpalas, kuris teka aplink sandarinimo medžiagą, o dujos iš dūmtraukio patenka į cilindro dugną ir burbuliuoja per tirpalą. Anglies dioksidas absorbuojamas į tirpalą ir tada sąveikauja su fermentais, kurie šiltnamio efektą sukeliančias dujas paverčia bikarbonato jonais. Norėdami užbaigti procesą, išvalytas oras išeina iš viršaus, o bikarbonato tirpalas išgaunamas tolesniam apdorojimui – atgal į gryną anglies dioksidą ilgalaikiam geologiniam saugojimui arba į karbonato junginį, pvz., kalkakmenį, kuris gali būti naudojamas pramonėje. .
Donas Langley, „Babcock“ ir „Wilcox“ viceprezidentas ir vyriausiasis technologijų pareigūnas, sako, kad šis metodas duoda daugiau pažadų didelio masto anglies dioksido surinkimui nei kai kurios alternatyvos, pavyzdžiui, anglies dvideginį sugeriantys dumblių ūkiai, kuriems reikia didžiulių žemės plotų. Šiuo metu rimtai diskutuojame, kaip tęsti formalesnius santykius, kurie galbūt apimtų technologijos licencijavimą ir bendrą plėtrą, sako Langley ir priduria, kad bioreaktorius turi būti gerokai padidintas ir veikti efektyviau, kad būtų ekonomiškas. . Mes tarsi dedame statymus, jei norite, sako jis. Akivaizdu, kad CO2 tirpalo požiūriu matome kai kuriuos dalykus, kurių tikrai nenorėčiau atskleisti ir kurie mus labai domina.
Aliuminio milžinė Alcoa išbandė CO2 Solution laboratorijos prototipą 2004 m., pritvirtindama jį prie oro išleidimo angos iš lydyklos išmetamųjų teršalų valymo sistemos. Michelis Lepage'as, „Alcoa“ laboratorijų ir aplinkos direktorius, sako, kad technologija veikė gerai. Sistema pašalino 80 procentų CO2, o tai yra gana daug, sako Lepage, pabrėždamas, kad tai buvo nedidelio masto bandymas. Tačiau jis mums pasakė, kad turi didelį potencialą.
„CO2 Solution“ technologija taip pat tinka kai kurioms pramonės nišoms. Praėjusią savaitę bendrovei buvo suteiktas Europos patentas cemento gamyklų išmetamo anglies dioksido surinkimo procesui ir paverčiant jį bikarbonatu ir galiausiai kalkakmeniu – pagrindiniu paties cemento gamybos ingredientu. Bendrovė jau turi JAV patentą šiam procesui. Bikarbonatas taip pat naudingas gaminant karbonatinius junginius, skirtus neutralizuoti pramonines atliekas ir kai kurias nuotekas.
Savo ruožtu Babcockas ir Wilcoxas yra griežtai suinteresuoti anglies dioksido pašalinimu, suspaudimu ir geologiniu sekvestravimu; bet kokie galutiniai produktai, kurie gali atsirasti, būtų tiesiog premija. Atvirai kalbant, viskas susiveda į tai, kiek kainuoja USD už išvengtą CO2 toną, sako Langley. Tai mūsų židinys.
Langley pabrėžia, kad „CO2 Solution“ technologija vis dar yra pradiniame vystymosi etape ir kad reikia įveikti didelių ekonominių ir techninių kliūčių. Jis sako, kad šiandien nėra jokios technologijos, kuri iš tikrųjų būtų ten, kur turime būti.
Bendrovės fermento atkūrimo būdai jau gerokai sumažino fermentų gamybos sąnaudas. Galbūt didžiausias iššūkis bus pagaminti pakankamai fermentų, kad būtų galima apdoroti didžiulį anglies dioksido kiekį, kuris būtų išmetamas iš anglimi ar dujomis kūrenamos elektrinės. CO2 Solution yra pasiryžęs tai padaryti, ypač atsižvelgiant į sustiprėjusius klimato kaitos profilius ir tikimybę, kad anglies dioksido reguliavimas yra už kampo.