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温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应,太阳短波辐射可以透过大气射入地面,地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氯化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应。温室效应产生的后果极其严重,而引发温室效应的罪魁祸首是二氯化碳。随着人口的急剧增加,工业的迅速发展,排入大气中的二氧化碳相应增多;又由于森林被大量砍伐,大气中应被森林吸收的二氯化碳没有被吸收,二氧化碳不断增加,温室效应也不断增强,至此,许多人对人类的前途感到忧心忡忡。
早在20世纪80年代后期,世界上一些先进国家的科学家就已经在研究如何解决二氧化碳的问题。他们发现,人类无法消灭二氧化碳,最好的办法是将它转化或者将它封存。
二氧化碳的封存
地质封存。先将二氧化碳经过浓缩和压缩处理,然后将其储存于地质结构中,最好是近期内不会使用的地质结构,如废煤田、废气田、废天然气田和地下水层等,将二氧化碳封死在这些地质中,避免它在空气中为非作歹。
海洋封存。将二氧化碳浓缩或压缩后,将其封存于深海之中。早在20多年前,科学家便着手研究将二氧化碳注入海中的可行性。目前,除了将二氧化碳封存于深海中外,还可用稀释的方法将其溶解于海水中。
其它封存法。将二氧化碳与阳离子反应成为固态碳酸盐;通过与水泥、混凝土、煤灰等发生化学反应将它们混合,使之成为无害的建筑材料。
利用生物固定技术。将排放到空气中的二氧化碳固定,如,海洋生物利用光合作用达到固定二氧化碳的目的,或者陆生植物利用光合作用达到固定二氧化碳的目的。
二氧化碳的转化与再利用
相对于化石燃料,二氧化碳是可再生的原料,而且二氧化碳不具有毒性,可以替代有毒的和不容易处理的化学原料,目前,科学家们正致力于开发二氧化碳的各种用途,如果能将大气中的二氧化碳大量利用,一方面能对环保作出贡献,另一方面又能创造经济效益,可算是一举两得。
据了解,迄今为止,人类所使用的能源几乎都来自化石燃料,而化石燃料的使用正是大气中二氧化碳最大的来源。在许多工业制造过程中,如制造氨气,都会产生大量的二氧化碳,科学家们努力捕集二氧化碳,将它转化作其它用途,如制成干水,或者制作成碳酸饮料、二氧化碳灭火器等产品的原料。
二氧化碳也是制造化学品的材料。工业中大量使用二氧化碳合成的化学品主要有:尿素、水杨酸、环碳酸酯以及聚碳酸酯四种,而其中以尿素的生产量最大。它是制造农业肥料的主要原料,在其生产过程中,都会产生二氧化碳。
日本三菱重工前段时间推出了一项新技术,就是从工厂废气中还原二氧化碳,效率高达90%,还原的二氧化碳可做成反应合成尿素的原料。马来西亚的一家尿素肥料工厂便用此项技术,一天可以处理160吨的二氧化碳。
另外,应用范围的塑料聚碳酸脂,有极佳的抗热、抗压、易于成型以及透明度好等多项优点,在汽车组件、电子产品、办公设备及CD、DVD光盘的生产中需求量很大,在其生产过程中,二氧化碳可以成为其主要使用原料。
利用生物来消化二氧化碳
利用海藻来吸收二氧化碳是科学家目前正在重点研究的一个项目,日本的海洋学家在太平洋的洋面上铺设100张(每张边长为10公里)正方形鱼网,利用这些鱼网作为海藻生长的场所。某些海藻如马尾藻等会在一年内长到10米长,其间由于光合作用,吸收二氧化碳,释放出氧气。这些海藻在被收成后可以转化成生化燃料等有用物质,同时,这些鱼网也成了大量浮游生物的寄生场所,成为鱼类产卵的好地方,也因此增加了鱼类资源。
美國的Earthrise公司还在加利福尼亚州的浅海区域培殖蓝绿藻,这种水藻的蛋白质成分很高,营养价值丰富,是地球上最能有效吸收二氧化碳,并释放出氧气的植物。它所需要的高浓度二氧化碳完全来自工厂所排放的废气。
发展超临界二氧化碳的技术
任何一种气体均有一个“临界点”,气体在临界点时所对应的温度和压力称为临界温度和临界压力,当气体的温度和压力高于其临界温度和临界压力时,则称该气体为超临界流体。此时,该流体的密度接近于液体的密度,而黏度和扩散系数则接近于气体。这种特殊性的超临界流体一般都具有极强的溶解能力,选用二氧化碳气体在超临界状态下与天然原料接触,有关天然成分就会溶解于超临界流体之中,达到有效成分与原料的分离,然后通过减压或开温,将超临界流体中萃取的有效成分,在分离器中分离出来,得到高品质的有效成分。
超临界二氧化碳萃取具有常温、无毒、环保、使用安全简便、萃取时间短、产品质量高等特点,目前已广泛适用于食品、能源、医药、化妆品及香料工业,随着研究的深入,其适用的范围将会进一步得到扩展,用途将会更加的广泛。
早在20世纪80年代后期,世界上一些先进国家的科学家就已经在研究如何解决二氧化碳的问题。他们发现,人类无法消灭二氧化碳,最好的办法是将它转化或者将它封存。
二氧化碳的封存
地质封存。先将二氧化碳经过浓缩和压缩处理,然后将其储存于地质结构中,最好是近期内不会使用的地质结构,如废煤田、废气田、废天然气田和地下水层等,将二氧化碳封死在这些地质中,避免它在空气中为非作歹。
海洋封存。将二氧化碳浓缩或压缩后,将其封存于深海之中。早在20多年前,科学家便着手研究将二氧化碳注入海中的可行性。目前,除了将二氧化碳封存于深海中外,还可用稀释的方法将其溶解于海水中。
其它封存法。将二氧化碳与阳离子反应成为固态碳酸盐;通过与水泥、混凝土、煤灰等发生化学反应将它们混合,使之成为无害的建筑材料。
利用生物固定技术。将排放到空气中的二氧化碳固定,如,海洋生物利用光合作用达到固定二氧化碳的目的,或者陆生植物利用光合作用达到固定二氧化碳的目的。
二氧化碳的转化与再利用
相对于化石燃料,二氧化碳是可再生的原料,而且二氧化碳不具有毒性,可以替代有毒的和不容易处理的化学原料,目前,科学家们正致力于开发二氧化碳的各种用途,如果能将大气中的二氧化碳大量利用,一方面能对环保作出贡献,另一方面又能创造经济效益,可算是一举两得。
据了解,迄今为止,人类所使用的能源几乎都来自化石燃料,而化石燃料的使用正是大气中二氧化碳最大的来源。在许多工业制造过程中,如制造氨气,都会产生大量的二氧化碳,科学家们努力捕集二氧化碳,将它转化作其它用途,如制成干水,或者制作成碳酸饮料、二氧化碳灭火器等产品的原料。
二氧化碳也是制造化学品的材料。工业中大量使用二氧化碳合成的化学品主要有:尿素、水杨酸、环碳酸酯以及聚碳酸酯四种,而其中以尿素的生产量最大。它是制造农业肥料的主要原料,在其生产过程中,都会产生二氧化碳。
日本三菱重工前段时间推出了一项新技术,就是从工厂废气中还原二氧化碳,效率高达90%,还原的二氧化碳可做成反应合成尿素的原料。马来西亚的一家尿素肥料工厂便用此项技术,一天可以处理160吨的二氧化碳。
另外,应用范围的塑料聚碳酸脂,有极佳的抗热、抗压、易于成型以及透明度好等多项优点,在汽车组件、电子产品、办公设备及CD、DVD光盘的生产中需求量很大,在其生产过程中,二氧化碳可以成为其主要使用原料。
利用生物来消化二氧化碳
利用海藻来吸收二氧化碳是科学家目前正在重点研究的一个项目,日本的海洋学家在太平洋的洋面上铺设100张(每张边长为10公里)正方形鱼网,利用这些鱼网作为海藻生长的场所。某些海藻如马尾藻等会在一年内长到10米长,其间由于光合作用,吸收二氧化碳,释放出氧气。这些海藻在被收成后可以转化成生化燃料等有用物质,同时,这些鱼网也成了大量浮游生物的寄生场所,成为鱼类产卵的好地方,也因此增加了鱼类资源。
美國的Earthrise公司还在加利福尼亚州的浅海区域培殖蓝绿藻,这种水藻的蛋白质成分很高,营养价值丰富,是地球上最能有效吸收二氧化碳,并释放出氧气的植物。它所需要的高浓度二氧化碳完全来自工厂所排放的废气。
发展超临界二氧化碳的技术
任何一种气体均有一个“临界点”,气体在临界点时所对应的温度和压力称为临界温度和临界压力,当气体的温度和压力高于其临界温度和临界压力时,则称该气体为超临界流体。此时,该流体的密度接近于液体的密度,而黏度和扩散系数则接近于气体。这种特殊性的超临界流体一般都具有极强的溶解能力,选用二氧化碳气体在超临界状态下与天然原料接触,有关天然成分就会溶解于超临界流体之中,达到有效成分与原料的分离,然后通过减压或开温,将超临界流体中萃取的有效成分,在分离器中分离出来,得到高品质的有效成分。
超临界二氧化碳萃取具有常温、无毒、环保、使用安全简便、萃取时间短、产品质量高等特点,目前已广泛适用于食品、能源、医药、化妆品及香料工业,随着研究的深入,其适用的范围将会进一步得到扩展,用途将会更加的广泛。