كيف يتم فصل ثاني أكسيد الكربون عن كبريتيد الهيدروجين؟

أعتقد أنه يجب عليك أولاً إزالة الكبريت، ثم استخلاص ثاني أكسيد الكربون

تقنيات فصل ثاني أكسيد الكربون: تشمل تقنيات فصل ثاني أكسيد الكربون من غازات العادم الناتجة عن الاحتراق، طريقة الامتصاص بالمذيبات، وطريقة التقطير بدرجات حرارة منخفضة، وطريقة الفصل بالأغشية، بالإضافة إلى الطرق المركبة للفصل. عند اختيار عملية استرجاع ثاني أكسيد الكربون من غازات المحطات الكهربائية، يجب أخذ عوامل مثل التقنيات المستخدمة والجوانب الاقتصادية بالإضافة إلى خبرة التشغيل التجاري لتقنيات الاسترجاع في الاعتبار. 1.1 طريقة الامتصاص: يمكن تقسيم طريقة الامتصاص إلى طريقة الامتصاص الفيزيائي وطريقة الامتصاص الكيميائي؛ حيث تعتمد طريقة الامتصاص الفيزيائي على استخدام مذيبات عضوية لها قدرة كبيرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون، حيث يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون ليذوب في المذيب، ثم يتم تخفيف الضغط لإطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى، وبهذه الطريقة يتم فصل ثاني أكسيد الكربون عن باقي الغازات. تتميز طريقة الامتصاص الفيزيائي بقدرتها العالية على الامتصاص، واستخدام كميات قليلة من المواد المستخدمة في الامتصاص، بالإضافة إلى انخفاض استهلاك الطاقة. لكن هذه الطريقة مناسبة فقط في الظروف التي يكون فيها ضغط ثاني أكسيد الكربون مرتفعًا. طريقة الامتصاص الكيميائي هي طريقة تعتمد على استخدام سائل له قدرة الامتصاص، والذي يمكنه التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون، من أجل امتصاصه وفصله. يتم تسخين السائل بعد عملية الامتصاص إلى حوالي 100 درجة مئوية، ثم يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون بتركيز عالٍ وإعادة استخدام السائل مرة أخرى؛ وتُعد هذه الطريقة من طرق الامتصاص الرطب، ولها فعالية كبيرة في التطبيق العملي. تُستخدم طريقة الامتصاص لمعالجة الغازات التي تحتوي على نسبة منخفضة من CCh، وتكون فعاليتها في الفصل جيدة، حيث يمكن الحصول على تركيز يصل إلى 99.99% من ثاني أكسيد الكربون. طورت شركة DO W الكيميائية الأمريكية في أوائل الثمانينيات من القرن العشرين تقنية MEA المخصصة لاستخلاص ثاني أكسيد الكربون من غازات المحطات الكهربائية. حاليًا، يتم تطبيق هذه العملية في عدة **مناطق**. تستخدم محطة شاديبوينت لتوليد الطاقة في ولاية أوكلاهوما طريقة MEA لاسترجاع 200 طن من ثاني أكسيد الكربون يوميًا، ويمكن استخدامه في صناعة المشروبات. لكن عيب طريقة الفصل بواسطة MEA هو ارتفاع تكاليف التشغيل. 1.2 طريقة الامتصاص الفيزيائي: يمكن تقسيم طريقة الامتصاص إلى طريقة الامتصاص بتغيير الضغط (PSA) وطريقة الامتصاص بتغيير درجة الحرارة (TSA). تعتمد طريقة PSA على مبدأ الامتصاص الانتقائي لغاز ثاني أكسيد الكربون بواسطة مواد امتصاص صلبة؛ حيث يزداد مقدار الامتصاص تحت الضغط العالي، بينما يتم إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون عند خفض الضغط. تعتمد طريقة TSA على تغيير درجة حرارة المادة الماصة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون وإطلاقه. يُستخدم أسلوب الامتصاص بالضغط المتغير على نطاق واسع في الصناعة. تُستخدم طريقة الامتصاص للغازات التي تحتوي على نسبة CO2 أقل من 50%. تتميز هذه الطريقة ببساطة التصنيع وانخفاض تكلفة المعدات، بالإضافة إلى استهلاك طاقة أقل، كما أن لديها قدرة عالية على التكيف، وقد تم استخدامها بالفعل في البلاد. في الوقت الحالي، هناك أبحاث تُجرى لتطوير تقنيات جديدة لاستخلاص ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن باستخدام طريقة PSA. 1.3 طريقة التقطير عند درجات حرارة منخفضة (طريقة الفصل بالتبريد): تعتمد هذه الطريقة على الفرق في نقاط الغليان بين ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى، حيث يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حالة سائلة عند درجات حرارة منخفضة، ثم يتم فصله عن الغازات الأخرى عن طريق التقطير. تكلفة هذه الطريقة مرتفعة، وهي تُستخدم بشكل أساسي لزيادة معدل استرجاع النفط الخام. أما استخدام هذه الطريقة في استرجاع ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن، فهو لا يزال في مرحلة البحث النظري حاليًا. ١. طريقة الفصل بالأغشية: تعتمد هذه الطريقة على تقنية الفصل بالأغشية الغازية، وهي تقنية تطورت بسرعة كبيرة خلال العشرين عامًا الماضية. تعتمد هذه التقنية على اختلاف سرعة مرور ثاني أكسيد الكربون والمكونات الأخرى في الغازات عبر مادة الغشاء، وذلك لتحقيق الفصل بينها. تتميز هذه الطريقة بانخفاض التكاليف وسهولة التشغيل وانخفاض استهلاك الطاقة، وهي تقنية فعالة لفصل الغازات تشهد تطورًا سريعًا للغاية. أكبر عيب في طريقة الفصل بالأغشية هو صعوبة الحصول على ثاني أكسيد الكربون ذو النقاء العالي. المواد الرئيسية المستخدمة في صناعة أغشية الفصل هي: الأسيتات الليفي، والسليلوز الإيثيلي، وبوليفينيل أوكسي، وبوليسلفون وغيرها【111】. في الوقت الحالي، تركز معظم الأبحاث على تطوير مواد أغشية فعالة وذات تكلفة منخفضة. من بين مختلف المواد الغشائية المناسبة لفصل ثاني أكسيد الكربون، تتمتع أغشية البوليميد باستقرار كيميائي عالٍ ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة بالإضافة إلى خصائص ميكانيكية ممتازة، مما يسمح باستخدامها في استرجاع غازات المداخن. من المؤمن أنه مع التطور المستمر للمواد البوليمرية وتحسن تقنيات تصنيع الأغشية، سيكون لطريقة الفصل بالأغشية دور كبير بالتأكيد. استخدمت المنظمة البريطانية لأبحاث وتطوير غازات الاحتباس الحراري التابعة لوكالة الطاقة الدولية طرقًا حسابية لإجراء تقييم شامل لتقنيات استرداد ثاني أكسيد الكربون في محطات التوليد. وتعتبر تقنية الفصل بالأغشية أكثر التقنيات فعالية من بين هذه التقنيات، أما تكلفة تشغيل تقنية الفصل بالأغشية مع تقنية MEA لاسترداد ثاني أكسيد الكربون فهي الأقل، بينما تكون تكلفة التشغيل في حالة استخدام تقنية الامتصاص هي الأعلى.