金家敏

(上海材料研究所，上海　2004370)



利用捕捉的CO2贮能发电技术研究

金家敏

(上海材料研究所，上海2004370)

碳捕捉技术是指通过一定的方法，将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用的工艺和技术。论述了利用捕捉的二氧化碳贮能发电和生产煤气的技术，包括生产流程、电热煤气发生炉、技术可行性、经济效益等，并对碳气化贮能经济效益进行估算，得到碳气化贮能不仅不要外电补足，而且还有多余的电能供应它用，有很大的优越性。

捕碳气化；碳气化反应；捕碳

碳气化反应(C+CO2=2CO)是一个很重要的化学反应。煤气发生炉就是利用这个反应生产煤气，因为固体碳和氧化铁直接接触的机会很小，高炉内氧化铁的还原几乎全依靠这个反应生成的CO气体还原氧化铁(间接还原)；鼓风炉炼铜也是依靠这个反应；隧道窑内生产海绵铁也完全依靠这个反应；钢零件表面固体渗碳也完全依靠这个反应。这个反应的另一方面是吸收大量热量，理论计算得到1 kg碳气化吸收的热量，可折合为3.76 kWh的发热量。本文旨在探讨利用捕捉的二氧化碳气化贮能，将电能转变为化学能并贮存的可行性。

1　利用CO2贮能的理论依据

用捕捉到的二氧化碳贮能发电或生产煤气是基于碳的气化反应[1]，即：

CO2+C=2CO

(1)

2CO+O2=2CO2

(2)

C+O2=CO2

(3)

式(1)又称布氏反应(Boudouard)，是一个非常重要的工业反应。煤气发生炉生产煤气、高炉炼铁、鼓风炉炼铜等碳热还原法提炼金属都是依靠这个反应。这个反应是吸热反应。由式(1)的热效应计算求得1 kg碳气化后生成CO吸收的热量是13 533 kJ，可折合为3.76 kWh的发热量。……