211service.com
Oglekļa uztveršana ar enzīmiem
Jauns veids, kā uztvert oglekļa dioksīdu no dūmu skursteņiem, rada izejmateriālu, ko var izolēt pazemē vai pārvērst tādās vielās kā cepamā soda, krīts vai kaļķakmens. CO2 Solution no Kvebekas pilsētas, Kanādas, jau ir pārbaudījis savu procesu nelielā pašvaldības atkritumu sadedzināšanas krāsnī un Alcoa alumīnija kausēšanas iekārtā. Tās zinātnieki tagad strādā ar spēkstaciju iekārtu gigantu Babcock un Wilcox, lai meklētu veidus, kā pielāgot tehnoloģiju ogļu ģenerācijas stacijai.
CO2 šķīduma bioreaktors, tāpat kā tas, kas parādīts iepriekš redzamajā diagrammā, satur ar enzīmu saistītu iepakojuma materiālu, kas mijiedarbojas ar ūdens šķīdumu, kas tiek iesūknēts no augšas, un dūmu skursteņa emisijas, kas nonāk un burbuļojas pa apakšu. Oglekļa dioksīdu emisiju plūsmā uztver fermenti uz iepakojuma materiāla virsmas un pārvērš bikarbonāta jonos. Attīrītais gaiss izplūst no augšas, bet bikarbonāta šķīdums izplūst no apakšas. Bikarbonātu atsevišķā procesā var ekstrahēt no šķīduma un izveidot savienojumus, piemēram, kaļķakmeni, ko izmanto rūpniecībā.
Uzņēmums ir gēnu inženierijas ceļā E. coli baktērijas, lai ražotu fermentu, kas pārvērš oglekļa dioksīdu bikarbonātā. Enzīms ir bioreaktora tehnoloģijas pamatā, ko varētu palielināt, lai uztvertu oglekļa dioksīda emisijas no spēkstacijām, kuras darbojas ar fosilo kurināmo. Tā ir savlaicīga attīstība, jo pieaug politiskais atbalsts ierobežošanas un tirdzniecības shēmām, kas piešķir tirgus vērtību. ogleklis.
Pagaidām mums ir neliels prototips, saka Silvija Fradete, CO2 Solution pētniecības un attīstības viceprezidente. Tālāk mums ir jāaplūko, kas nepieciešams ļoti lielam prototipam vai izmēģinājuma rūpnīcai.
Enzīms, ko sauc par karboanhidrāzi, parasti apstrādā organismos ražoto oglekļa dioksīdu. In E. coli tam ir būtiska loma vielmaiņā. Būdams doktorantūras students 90. gados, Fradete vadīja pētnieku grupu Lavalas Universitātē, kas izolēja fermentu, imobilizēja to un izdomāja, kā to reproducēt. Pēc doktora grāda iegūšanas. ķīmijas inženierijā viņa pievienojās CO2 Solution 1998. gadā. Mēs domājām, ka būtu interesanti izmantot šo enzīmu, lai atkārtotu to, ko tas jau tik labi dara dabā, saka Fradete. Mēs atklājām, ka tas ir ļoti efektīvs CO2 pārveidošanas procesā.
Ir daudzi citi veidi, kā uztvert oglekļa dioksīdu no rūpniecisko un spēkstaciju dūmvadu skursteņiem, taču oglekļa dioksīda plūsmas atdalīšana no citām gāzēm un piesārņotājiem padara lielāko daļu no šīm pieejām energoietilpīgas un tāpēc diezgan dārgas. Fradette saka, ka CO2 risinājuma pieeju, kas neprasa oglekļa dioksīda atdalīšanu no citām gāzēm, var piemērot jebkurai gāzveida notekūdeņiem, kas satur oglekļa dioksīdu, tāpēc tā būtu ideāli piemērota gan tradicionālajām ogļu rūpnīcām, gan jaunākām tīrām ogļu iekārtām, kuru pamatā ir gazifikācija.
Bioreaktors ir garš cilindrs, kas satur iepakojuma materiālu, kas darbojas kā ciets fermenta balsts. Šī materiāla virsma ir ķīmiski modificēta, lai fermenti droši piestiprinātos. Balona augšpusē tiek iesūknēts ūdens šķīdums, kas plūst ap iepakojuma materiālu, savukārt gāzes no dūmu skursteņa nokļūst cilindra apakšā un burbuļo uz augšu caur šķīdumu. Oglekļa dioksīds tiek absorbēts šķīdumā un pēc tam mijiedarbojas ar fermentiem, kas pārvērš siltumnīcefekta gāzi bikarbonāta jonos. Lai pabeigtu procesu, no augšas izplūst attīrīts gaiss, kamēr bikarbonāta šķīdums tiek ekstrahēts tālākai apstrādei — vai nu atpakaļ tīrā oglekļa dioksīdā ilgstošai ģeoloģiskai uzglabāšanai, vai karbonāta savienojumā, piemēram, kaļķakmenī, ko var izmantot rūpniecībā. .
Dons Lenglijs, Babkoka un Vilkoksa viceprezidents un galvenais tehnoloģiju speciālists, saka, ka šī pieeja ir vairāk solīta liela mēroga oglekļa uztveršanai nekā dažas alternatīvas, piemēram, oglekļa dioksīdu absorbējošas aļģu fermas, kurām nepieciešamas milzīgas zemes sliedes. Šobrīd notiek nopietnas diskusijas par to, kā virzīties uz priekšu ar formālākām attiecībām, kas potenciāli ietvertu tehnoloģiju licencēšanu un kopīgu attīstību, saka Lenglijs, piebilstot, ka bioreaktoram ir būtiski jāpalielina un jādarbojas efektīvāk, lai tas būtu ekonomisks. . Mēs it kā veicam likmes, ja vēlaties, viņš saka. Acīmredzot CO2 risinājuma pieejā redzam dažas lietas, kuras es tiešām negribētu atklāt, kas mūs ļoti interesē.
Alumīnija gigants Alcoa 2004. gadā pārbaudīja CO2 Solution laboratorijas prototipu, pievienojot to gaisa izplūdes atverei no kausēšanas iekārtas emisiju tīrīšanas sistēmas. Mišels Lepāžs, Alcoa laboratoriju un vides direktors, saka, ka tehnoloģija darbojās labi. Sistēma noņēma 80 procentus no CO2, kas ir diezgan liels, saka Lepāžs, uzsverot, ka tas bija neliela mēroga tests. Bet tas mums teica, ka tam ir liels potenciāls.
CO2 Solution arī uzskata, ka tā tehnoloģija apkalpo dažas rūpniecības nišas. Pagājušajā nedēļā uzņēmumam tika piešķirts Eiropas patents cementa rūpnīcu oglekļa dioksīda emisiju uztveršanas procesam un tā pārvēršanai bikarbonātā un galu galā kaļķakmenī, kas ir galvenā sastāvdaļa paša cementa ražošanā. Uzņēmumam jau ir ASV patents šim procesam. Bikarbonāts ir noderīgs arī karbonātu savienojumu ražošanai rūpniecisko atkritumu un dažu notekūdeņu neitralizēšanai.
Savukārt Babkoks un Vilkokss ir stingri ieinteresēti oglekļa dioksīda izvadīšanā, saspiešanā un ģeoloģiskā sekvestrācijā; Jebkuri galaprodukti, kas varētu rasties, būtu vienkārši bonuss. Atklāti sakot, tas ir tikai CO2 izmaksas dolāros par tonnu, par kuru izvairīties, saka Lenglijs. Tas ir mūsu kontaktpunkts.
Lenglijs uzsver, ka CO2 Solution tehnoloģija joprojām ir ļoti sākotnējā attīstības stadijā un ka ir jāpārvar lieli ekonomiski un tehniski šķēršļi. Viņš saka, ka mūsdienās nav nevienas tehnoloģijas, kas patiešām atbilstu mūsu vajadzībām.
Uzņēmuma fermenta reproducēšanas metodes jau ir izraisījušas ievērojamu fermentu ražošanas izmaksu samazināšanos. Iespējams, ka lielākais izaicinājums būs ražot pietiekami daudz fermentu, lai pārstrādātu milzīgo oglekļa dioksīda daudzumu, kas izdalītos no ogļu vai gāzes spēkstacijas. CO2 Solution ir apņēmības pilns to darīt, jo īpaši ņemot vērā klimata pārmaiņu pastiprināto profilu un iespējamību, ka oglekļa dioksīda regulēšana būs ap stūri.