روش های جذب دی اکسید کربن

روش های بیولوژیکی

شامل استفاده از میکرو ارگانسیم ها، جهت جذب دی اکسید کربن، تولید سوخت های تجدید پذیر مانند بیو سوختها، تولید مواد غذایی و دارویی می باشد. باکتری های یوکاریوت و پرو کاریوت از ارگانیسم هایی هستند که می توانند در جذب این ماده مفید باشند.از مزایایی جذب بیولوژیکی تولید محصولات زیستی مفیدی مانند بیو پلاستیک ها، مواد دارویی، سوخت های زیستی و …

در این روش حذف CO2، در کلروفیل اتفاق می افتد که به نام فرآیند فتوسنتز شناخته شده است. کلروفیل رنگدانه های فتوسنتزی هستند که که CO2 را درحضور نور طبیعی (خورشید) و یا نور غیر طبیعی به گلوکز تبدیل می کند.

فتوسنتز فرآیند بیوشیمیایی است که به تغذیه گیاهان و برخی میکروب ها کمک می کند. در این فرآیند ارگانیسم های فتوسنتزی آب و اکسیژن ترکیب را کرده و کربوهیدرات (قند) تولید می کنند. محصول جانبی این واکنش اکسیژن است. بنابراین مکان هایی مانند جنگل ها و اقیانوس ها که در آن عمل فتوسنتز صورت می گیرد، به عنوان منبع اکسیژن عمل می کنند و CO2 را از جو خارج می کنند. در ابتدا جو زمین مقدار CO2خیلی بیشتری داشت. عمل فتوسنتز موجودات منجر به ایجاد اکسیژن در هوا شد.

طبقه بندی واکنش های فتو سنتز

طبقه بندی واکنش های فتوسنتز به دو صورت مستقل از نور و وابسته به نور می باشد، در مرحله اول که NADP+ و ADP تحت تأثیر منبع نور، به مولکول های حمل کننده انرژی NADPH و ATP تبدیل می شود وابسته به نور و در مرحله ی بعد که CO2 برای تولید محصولات زیستی توسط چرخه کلوین جذب می شود مستقل از نور است.

در این مراحل آنزیم RuBisCo نقش مهمی در در جذب و تثبیت CO2 دارد، این آنزیم تمایل کمی به CO2 دارد. عملکرد ضعیف این آنزیم با افزایش دوبرابری اکسیژن سازی افزایش می یابد.مزایای استفاده از میکرو ارگانسیم ها برای جذب دی اکسید کربن. استفاده از میکرو ارگانسیم ها در روش بیولوژیکی جذب شامل مزایای زیر می باشد:

• تولید سریع
• نرخ تبدیل فتوسنتزی بالا
• قابلیت بالا برای تصفیه زیست محیطی، مانند تثبیت زیستی CO2
• ظرفیت بالا برای تولیدات گسترده ای از محصولات
• روشی آسان برای بهبود ژنتیکی
• پتانسیل صنعتی شدن

روش های شیمیایی

در این روش از حلال های شیمیایی برای جذب CO2 استفاده می شود، به طور مثال در واحد شیرین سازی گاز که وظیفه حذف گاز های ترش همانند H2S و CO2 را دارد، واحد جذب دی اکسید کربن (absorption unit) به طور معمول از آلکانول آمین ها برای جذب CO2 استفاده می کند.

گازحاوی CO2 را از جاذب مایع یا جامد که توانایی جذب کربن دی اکسید را دارد عبور می دهند و سپس جاذب بارگیری شده به ظرف دیگری انتقال پیدا می کند، در آنجا پس از حرارت دادن و کاهش فشار، کربن دی اکسید جذب شده، آزاد می شود و جاذب حاصل از مرحله احیا برای جذب بیشتر در یک فرآیند دوره ای به مرحله قبل می رود.

امروزه اکثر جاذب ها در استفاده تجاری بر اساس سیستم های مایعات و یا ترکیبات جاذب های محلول می باشند.این بدین معناست که برای برای جداسازی جریان های گازی، در درجه ی اول، ویسکوزیته فاز مایع اهمیت بالایی دارد.به طور کلی جاذب های متفاوتی در واحد جذب استفاده می شود که می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد:

• حلال های آمینی (همانند مونو اتانول آمین ودی اتانول آمین)
• دی متیل اترپلی اتیلن گلیکول (دی آلکیل اترالکل)
• آلکیل کربنات
• آمونیاک سرد

علاوه بر موارد ذکر شده، حلالهای پیچیده ی جدید و جاذب های جامدی در حال تولید هستند که به طور خاص برای جذب کربن دی اکسید ساخته شده اند که شامل کربن های فعال مایعات و پلیمرهای یونی می باشند.جاذب های ذکر شده بالا به سبب ویژگی هایی از قبیل نیاز به انرژی پایین، فراریت کم و پایداری بالا، انتخاب پذیری مناسب در جذب، مقاومت شمیایی در برابر ناخالصی ها و هزینه کم تولید در این روش مورد استفاده قرار می گیرند.