1.1. Key Challenges for CO2 Capture

1.1. Key Challenges for CO2 Capture
Two points must first be made with regards to capture materials and potential capture technologies, given the sheer magnitude of global CO2 emissions.[8] First, any chemical employed to capture CO2 will rapidly exhaust its global supplies if it is used in a once-through manner; and second, any chemical produced from CO2 as a reactant will rapidly saturate global markets for that chemical. These consider- ations underscore the necessity that capture materials must be regenerable. In this case, the energy input for regeneration is one of the key factors in determining the efficiency and cost. Three CO2 separation issues are considered to hold the greatest promise for reducing CO2 emissions, namely 1) sep- aration from power plant flue streams, 2) separation from sour natural gas wells, and 3) separation from fuel gas (i.e., syngas). Each application involves different gas separations which impose distinct requirements and constraints for materials. Table 1 summarizes the typical gas compositions and properties relevant to postcombustion and precombus- tion processes, which should provide some benchmark criteria for experimentalists studying gas separation.
For postcombustion capture from flue gas, a major obstacle is the low pressure of the flue gas (ca. 1 atm). The CO2 concentration is low (ca. 15 %), and capture requires separation from a high volume stream of flue gas containing other component gases, predominantly N2 (see Table 1). Although current postcombustion capture technology is suitable for the retrofitting of existing plants, the energy penalty for a coal-fired power station using traditional aqueous monoethanolamine (MEA) for capture has been estimated as 25 to 40 %.[6, 8, 9]
Natural gas reserves (mainly CH4) are typically contami- nated with over 40 % CO2 and N2, and the utilization of such gas fields is only acceptable if this additional CO2 is separated and sequestered at the source of production. This application requires an efficient separation of CO2 from the natural gas components at high pressures. CO2 separation from fuel gas (e.g., output from gasification, water-gas shift reactors) also occurs under high pressure conditions at high temperatures (250–450 8C), with the relevant precombustion separation being CO2/H2.
The key challenge for gas separations materials is that the differences in properties between the gases that have to be separated are relatively small, as is evident from the kinetic diameters provided in Table 1 (note that the kinetic diameter is a reflection of the smallest effective dimension of a given
molecule). However, differences do exist in the electronic

Kết quả (Việt) 1:

1.1. nắm bắt các thách thức chính cho CO2Hai điểm đầu tiên phải được thực hiện là liên quan đến chụp tài liệu và các tiềm năng nắm bắt công nghệ cho cường độ tuyệt của phát thải khí CO 2 toàn cầu. [8] trước tiên, bất kỳ hóa chất sử dụng để nắm bắt CO2 sẽ nhanh chóng thải mỏ toàn cầu nếu nó được sử dụng trong một lần qua cách; và thứ hai, bất kỳ hóa chất sản xuất từ CO2 là một chất sẽ nhanh chóng thấm vào trong các thị trường toàn cầu cho hóa chất đó. Các xem xét-ations gạch dưới sự cần thiết phải chụp tài liệu phải được regenerable. Trong trường hợp này, đầu vào năng lượng cho tái tạo là một trong những yếu tố quan trọng trong việc xác định hiệu quả và chi phí. Ba CO2 tách vấn đề được coi là để giữ lời hứa lớn nhất cho việc giảm lượng khí thải CO2, cụ thể là 1) tháng chín-aration từ nhà máy điện ống khói suối, 2) tách ra khỏi khí tự nhiên chua wells, và 3) tách từ nhiên liệu khí (tức là, syngas). Mỗi ứng dụng liên quan đến việc tách khí khác nhau mà áp đặt yêu cầu khác biệt và những hạn chế vật liệu. Bảng 1 tóm tắt tác phẩm tiêu biểu khí và tài sản có liên quan đến quy trình postcombustion và precombus-tion, mà sẽ cung cấp một số tiêu chuẩn điểm chuẩn cho bước nghiên cứu khí tách.For postcombustion capture from flue gas, a major obstacle is the low pressure of the flue gas (ca. 1 atm). The CO2 concentration is low (ca. 15 %), and capture requires separation from a high volume stream of flue gas containing other component gases, predominantly N2 (see Table 1). Although current postcombustion capture technology is suitable for the retrofitting of existing plants, the energy penalty for a coal-fired power station using traditional aqueous monoethanolamine (MEA) for capture has been estimated as 25 to 40 %.[6, 8, 9]Natural gas reserves (mainly CH4) are typically contami- nated with over 40 % CO2 and N2, and the utilization of such gas fields is only acceptable if this additional CO2 is separated and sequestered at the source of production. This application requires an efficient separation of CO2 from the natural gas components at high pressures. CO2 separation from fuel gas (e.g., output from gasification, water-gas shift reactors) also occurs under high pressure conditions at high temperatures (250–450 8C), with the relevant precombustion separation being CO2/H2.The key challenge for gas separations materials is that the differences in properties between the gases that have to be separated are relatively small, as is evident from the kinetic diameters provided in Table 1 (note that the kinetic diameter is a reflection of the smallest effective dimension of a givenmolecule). However, differences do exist in the electronic

Kết quả (Việt) 2:

1.1. Những thách thức chính cho Capture CO2
Hai điểm đầu tiên phải được thực hiện liên quan đến chụp các vật liệu và công nghệ chụp tiềm năng, với cường độ tuyệt đối của khí thải CO2 toàn cầu. [8] Đầu tiên, bất kỳ hóa chất được sử dụng để chụp CO2 sẽ nhanh chóng làm cạn kiệt nguồn cung toàn cầu của nó nếu nó là sử dụng một cách một lần thông qua; và thứ hai, bất kỳ hóa chất được sản xuất từ CO2 là một chất phản ứng sẽ nhanh chóng thấm vào các thị trường toàn cầu cho các hóa chất đó. Những ations cân nhắc việc nhấn mạnh sự cần thiết rằng các tài liệu chụp phải regenerable. Trong trường hợp này, các nguồn năng lượng tái sinh là một trong những yếu tố quan trọng trong việc xác định hiệu quả và chi phí. Có ba vấn đề tách CO2 được coi là giữ lời hứa lớn nhất cho việc giảm lượng khí thải CO2, cụ thể là 1) aration sep- từ dòng thải nhà máy điện, 2) tách từ các giếng khí đốt tự nhiên chua, và 3) tách ra từ khí nhiên liệu (tức là khí tổng hợp). Mỗi ứng dụng liên quan đến sự phân ly khí khác nhau mà áp đặt các yêu cầu khác biệt và khó khăn đối với vật liệu. Bảng 1 tóm tắt các tác phẩm khí điển hình và tài sản liên quan đến postcombustion và quy trình tion precombus-, mà nên cung cấp một số tiêu chí chuẩn mực cho các nhà thực nghiệm nghiên cứu tách khí.
Đối với chụp postcombustion từ khí thải, một trở ngại lớn là áp suất thấp của khí thải (ca . 1 atm). Nồng độ CO2 thấp (khoảng 15%), và chụp hình đòi hỏi phải tách từ một dòng suối âm lượng cao của khí thải có chứa các chất khí thành phần khác, chủ yếu là N2 (xem Bảng 1). Mặc dù công nghệ chụp postcombustion hiện nay là phù hợp cho các retrofitting các nhà máy hiện, hình phạt năng lượng cho một nhà máy điện chạy bằng than đá sử dụng dung dịch nước truyền thống Monoethanolamine (MEA) để chụp đã được ước tính là 25-40%. [6, 8, 9]
Tự nhiên trữ lượng khí (chủ yếu là CH4) thường contami- NAT với hơn 40% CO2 và N2, và việc sử dụng các mỏ khí như vậy là chỉ có thể chấp nhận được nếu CO2 bổ sung này được tách ra và cô lập tại nguồn sản xuất. Ứng dụng này yêu cầu một tách hiệu quả của CO2 từ các thành phần khí tự nhiên ở áp suất cao. Tách CO2 từ khí nhiên liệu (ví dụ, sản lượng từ quá trình khí hóa, các lò phản ứng thay đổi nước và khí) cũng xảy ra dưới điều kiện áp suất cao ở nhiệt độ cao (250-450 8C), với việc tách precombustion có liên quan được CO2 / H2.
Thách thức chính cho sự phân ly khí vật liệu là sự khác biệt về tính chất giữa các chất khí phải được tách đều là tương đối nhỏ, như là hiển nhiên từ các đường kính động học được cung cấp trong bảng 1 (lưu ý đường kính động học là một sự phản ánh của các kích thước hiệu quả nhỏ nhất của một định
phân tử). Tuy nhiên, sự khác biệt vẫn tồn tại trong điện tử