Научная статья на тему 'ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА'

ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
652
83
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
углекислота / воздух / адсорбция / абсорбция / десорбция / carbon dioxide / air / adsorption / absorption / desorption

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Куксов Д.Ю., Назаренко И.Н.

В статье рассмотрены наиболее перспективные проекты получения из атмосферного воздуха, активно развивающиеся в настоящее время. Проведен анализ принципиальной возможности их использования при разработке углекислотодобывающей станции для нужд вооруженных сил РФ. Отмечено, что основной проблемой создания транспортабельной станции являются габариты системы забора воздуха и отсутствие отечественных систем селективного улавливания адсорбционным способом.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Куксов Д.Ю., Назаренко И.Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

OBTAINING CARBON DIOXIDE FROM ATMOSPHERIC AIR

The most promising projects for obtaining carbon dioxide from atmospheric air, which are actively developing at the present time, are considered. The analysis of the principal possibility of their use in the development of a carbon dioxide mining station for the needs of the Armed Forces of the Russian Federation is carried out. It is noted that the main problem of creating a transportable station is the dimensions of the air intake system and the lack of domestic systems for selective carbon dioxide capture by the adsorption method.

Текст научной работы на тему «ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА»

УДК 661.971.9

ГРНТИ 61.31.49

ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Д.Ю. КУКСОВ

ВУНЦВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

И.Н. НАЗАРЕНКО, кандидат химических наук, доцент

ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

В статье рассмотрены наиболее перспективные проекты получения CO2 из атмосферного воздуха, активно развивающиеся в настоящее время. Проведен анализ принципиальной возможности их использования при разработке углекислотодобывающей станции для нужд вооруженных сил РФ. Отмечено, что основной проблемой создания транспортабельной станции являются габариты системы забора воздуха и отсутствие отечественных систем селективного улавливания CO2 адсорбционным способом.

Ключевые слова: углекислота, воздух, адсорбция, абсорбция, десорбция.

OBTAINING CARBON DIOXIDE FROM ATMOSPHERIC AIR

D.Y. KUKSOV

MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

I.N. NAZARENKO, Candidate of Chemical sciences, Associate Professor

MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

The most promising projects for obtaining carbon dioxide from atmospheric air, which are actively developing at the present time, are considered. The analysis of the principal possibility of their use in the development of a carbon dioxide mining station for the needs of the Armed Forces of the Russian Federation is carried out. It is noted that the main problem of creating a transportable station is the dimensions of the air intake system and the lack of domestic systems for selective carbon dioxide capture by the adsorption method.

Keywords: carbon dioxide, air, adsorption, absorption, desorption.

Введение. В настоящее время, для обеспечения авиационных подразделений техническими газами используются автомобильные или транспортируемые станции типа АКДС-70М2 или ТКДС-100, которые позволяют получать достаточно чистые кислород (99,2 %) и азот (99,0-99,9 %) как в газообразном, так и в жидком виде. В современных воздушных судах кроме кислорода и азота используется ряд других технических газов, один из которых - CO2

(оксид углерода (IV), углекислый газ, углекислота). Так же как в случае кислородазотдобывающих станций, универсальным источником углекислоты для транспортабельной углекислотодобывающей станции (ТУДС) является атмосферный воздух (возобновляемый ресурс), который доступен в любом месте на Земле, а запасы технических газов (O2, N2, CO2 и др.) в нем практически неограниченны. Использование газовых смесей, полученных окислением (сжиганием) жидкого углеродсодержащего топлива для извлечения CO2, менее желательно. Причина в том, что при сжигании, как в тепловых машинах, так и в

специальных камерах практически всегда образуются оксиды азота NOx ( NO и NO2) и оксиды серы SOx (SO2 и SO3). Оксиды NOx и SOx подобно CO2 имеют кислотную природу (кислоты

Льюиса). И это создает дополнительные проблемы как при улавливании С02 общепринятыми способами, так и при дальнейшей очистке углекислоты до необходимого уровня.

Актуальность. В последние годы наметилась тенденция замены газообразного азота на углекислоту в ряде систем воздушных судов. В тоже время, до сих пор не существует автономной войсковой установки по добыче С02 для тех случаев, когда централизованное

снабжение затруднено или невозможно. Скорее всего, углекислотная установка будет сопряжена с существующими кислородазотдобывающими станциями. Последние могут выступать как источники:

а) холода для ожижения С02;

б) кислорода для окисления углеводородного топлива.

В перспективе, транспортабельная ТУДС должна удовлетворять следующим требованиям.

1. Состоять из легко соединяемых блоков, способных к перемещению автомобильным транспортом, на железнодорожных платформах или транспортной авиацией.

2. Иметь достаточную производительность по С02, способную удовлетворить потребность в углекислоте одного авиационного полка или аналогичного соединения.

3. Вырабатывать жидкую углекислоту необходимого качества в соответствии с ГОСТ 8050-85.

По возможности, ТУДС должна быть относительно простой в эксплуатации и техническом обслуживании, а так же максимально автоматизированной.

Рассмотрению этой возможности посвящена данная статья.

Обобщенная схема получения углекислоты из газовой смеси представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Обобщенная схема получения углекислоты из газовой смеси

Углекислота в атмосферном воздухе. В настоящее время средняя концентрация С02 в

атмосфере вблизи земной поверхности составляет около 400 ppmv (0,04 % об.). Рубежное значение 400 ррт было достигнуто в 2016 г. и концентрация продолжает увеличиваться примерно на 3 ррт в год. На рисунках 2 и 3 приведены оценки вклада основных источников атмосферной углекислоты: сжигание углей, нефтепродуктов, природного газа, производство цемента, сжигание продуктов растительного происхождения, природные пожары. А так же два основных пути стока С02: фотосинтез на суше (высшие растения) и в океане (колонии цианобактерий).

Рисунок 2 - Факторы, влияющие на изменение содержания С02 в земной атмосфере [1, 2]

Рисунок 3 - Эмиссия и удаление С02 из атмосферы. Материальный баланс в Гт [1, 3]

Главной проблемой добывания С02 из атмосферы является крайне малое содержание

углекислоты в газовой смеси и необходимость прокачки очень больших объемов через систему улавливания. На рисунке 4 показаны объемные [5] и массовые доли газов в приземных слоях атмосферы. Нетрудно посчитать, что в 1 млн. нм3 воздуха (приведенного к нормальным условиям) содержится 79 кг С02. Возникает вопрос о портативности системы забора воздуха, включающей подсистему очистки от мелкодисперсных частиц - пыли и аэрозолей.

Рисунок 4 - Объемный (мольный) и массовый состав атмосферного воздуха

По данным Международного энергетического агентства, наибольшая доля промышленных выбросов углекислого газа приходится на предприятия черной металлургии (30 %) и цементной промышленности (26 %). Ожидается, что спрос на продукцию этих отраслей к 2050 г. вырастет на 30 % и 22 % соответственно [4]. Несмотря на усиление мер по ограничению выбросов парниковых газов в окружающую среду и первые попытки промышленного улавливания углекислоты из воздуха, увеличение содержания последней, скорее всего, будет наблюдаться как минимум до 2030 г. [4]. На ближайшие несколько десятилетий запасы атмосферной углекислоты можно считать практически неограниченными, так как 1 ppm CO2 в земной атмосфере соответствует 7,82 Гт CO2.

Проекты прямого захвата атмосферной углекислоты. В таблице 1 приведены данные по пяти проектам DAC (Direct Air Capture) - прямого захвата атмосферной углекислоты.

Таблица 1 - Компании, занимающиеся коммерциализацией систем прямого захвата С02 из воздуха [6]

№ Компания, сайт Тип системы Технология улавливания углекислоты Регенерация Степень очистки, применение Состояние проекта, производительность по углекислоте

1 Carbon Engineering, carbonengineering.com жидкий раствор кальциево-карбонатный цикл нагревание 98-99 % пилотный проект, 1т/день (40 кг/ч)

2 Climeworks, climeworks.com твердый сорбент адсорбция на фильтре из нановолокон целлюлозы, модифицированной аминами нагревание или вакуум 98-99 % демонстрация, 900 т/год (100 кг/ч)

3 Global Thermostat, globalthermostat.com твердый сорбент пористый носитель с поверхностью, модифицированной аминами нагревание или вакуум 98-99 % 1000 т/год (115 кг/ч)

4 Infinitree, infinitreellc.com твердый сорбент ионообменная адсорбция ионный обмен 3-5 %, морские водоросли лабораторные исследования

5 Skytree B.V. skytree.eu/carbon- sssolution твердый сорбент пористая пластмасса с функциональными группами бензиламина нагревание очистка воздуха, оранжереи лабораторные исследования, макет

Из перечисленных проектов, три первых интересны не только тем, что наиболее близки к коммерциализации и масштабному применению. Уже сейчас они имеют работающие

газодобывающие установки, производящие от 40 до 115 кг технически чистого CO2 за 1 час.

Что в перспективе было бы достаточно для ТУДС.

Carbon Engineering. Разработки Carbon Engineering - единственный из рассматриваемых проектов DAC, в котором применяется «мокрый» абсорбционный способ улавливания [6]. Это одна из реализаций известного кальциево-карбонатного цикла (ККЦ), предложенного для улавливания CO2 еще в конце 1920-х. Основным конкурентом ККЦ и других «карбонатных» способов абсорбции углекислого газа являются так называемые «аминные» способы -абсорбции CO2 водными растворами моноэтаноламина (МЭА), других аминов или их смесями.

ККЦ основан на четырех последовательно протекающих химических реакциях по схеме, изображенной на рисунке 5.

Рисунок 5 - Кальциево-карбонатный цикл

1. Химическая абсорбция CO2 из воздуха раствором гидроксида калия КOH, получается раствор К2 COз

2ROH + CO2 ^ K2CO3.

(1)

Общеизвестное взаимодействие между кислотным оксидом и щелочью.

2. Реакция переосаждения между раствором К2CO3 и суспензией Са(ОН)2, получается

СаCO3. Хотя Са (ОН)2 считается не особо хорошо растворимым в воде, тем не менее, произведение растворимости ПР(Са(0Н)9)»ПР(СаС03) и равновесие обратимой реакции сильно смещено вправо

К2С03 + Са(ОН)9 <=>СаС03+ 2КОН.

(2)

3. Термическая диссоциация СаCO3 с выделением CO2 (целевой продукт) и «негашеной извести» CaO

CaCO3 ^ CaO + CO2.

(3)

4. Взаимодействие CaO с водой с образованием «гашеной извести» Са (ОН)2

CaO + H2 O ^ Ca(OH) 2.

(4)

Разложение карбоната кальция идет с поглощением тепла и требует нагревания до 800-1000 °С. Остальные процессы - экзотермические.

Разработчики Carbon Engineering описали сам процесс, привели материальный, энергетический балансы [7]. Наиболее подробно эти вопросы отражены в [1]. Технологическая блок-схема ККЦ приведена на рисунке 6.

WATER i- CAPTURE

t í S0LUTI0N

1 Г

PELLETS-

О

PUREC02

1,0 -1.5 t-COa (Depending on NG usage)

-HEAT-

Air Contactor

Pellet Reactor

_* C02 RICH

SOLUTION

WATER ENERGY ge wÇJ or сGJ

Elec о kWh u 1500 kWh

Рисунок 6 - Технологическая блок-схема кальциево-карбонатного цикла По рисунку 7 можно оценить габариты экспериментальной линии Carbon Engineering.

Рисунок 7 - Внешний вид DAC-установки от Carbon Engineering, производительностью 40 кг/ч [7]

Интересна диаграмма, показанная на рисунке 8, из которой следует, что 90 % энергии тратится на:

а) обжиг карбоната кальция СаС03 — СаО + С02 - 63 %;

б) остальные процессы, связанные с нагреванием и сушкой - 27 %.

Рисунок 8 - Расчетные значения энергозатрат (ГДж) при получении 1 т CO2 [1]. Температура обжига СаС03 принята равной 900 °С

На самом деле, это общая тенденция для всех абсорбционных и адсорбционных способов извлечения целевого продукта из смеси - колоссальная доля энергии тратится на нагревание. Причем, в основном - с целью высвобождения CO2 в виде газа (десорбции).

И еще один важный момент. При получении углекислоты с использованием любого способа химической абсорбции практически неизбежны потери растворителя и сорбента. Для нормального протекания процесса получения продукта эти потери необходимо постоянно восполнять. В случае ККЦ основные потери приходятся на воду. При получении 1000 т CO2

теряется 8000 т Н20, 0,4 т KOH и 3,5 т Са(ОН)2. Напомним, что производительность

1000 т/год соответствует 115 кг/час для планируемой ТУДС. Вода из случайного источника не подойдет, она должна быть специально подготовлена - как минимум умягчена.

Еще хуже ситуация в случае применения технологии абсорбции аминами, в настоящее время используемой на ряде производств. Так, промышленная установка по очистке попутного нефтяного газа от сероводорода и углекислого газа, работающая на 19 % водном растворе МЭА, потребляет за год 15,5 т чистого МЭА. При этом для полного заполнения системы требуется 15,1 т МЭА. То есть, за год происходит полная замена сорбента в системе. При этом затрачивается и растворитель (умягченная вода) - 178 т/год [8].

В отличие от Carbon Engineering, по остальным проектам DAC в открытой литературе имеется ограниченное количество материалов, в которых представлены состав и химическое строение сорбентов, процессы и конкретные реализации технологических систем. Тем не менее, некоторое общее представление об используемых технологиях можно получить из изучения патентов Climeworks [9-14], Global Thermostat [15-19], Infinitree [20-23] и Skytree B.V. [24, 25].

Climeworks. В настоящее время DAC-разработки Climeworks наиболее коммерцианализированы. В 2017 г. была запущена производственная линия по улавливанию CO2 из воздуха [26]. Оборудование установлено на крыше мусоросжигательного завода в Хинвиле, Цюрих (рисунок 9).

Подсистема захвата углекислоты состоит из 18 одинаковых модулей, управляемых автоматически, и общей системы сбора С02. Модули имеют относительно небольшие габариты - приблизительно 1,5х1, 5х2 м (рисунок 10).

Рисунок 9 - Линия по улавливанию С02 из воздуха в Хинвиле на крыше завода по утилизации мусора

Рисунок 10 - Одиночный модуль на подставке

Это позволяет осуществлять перевозку автотранспортом готовыми блоками по 6 модулей и установку подъемными кранами (рисунки 11 и 12 по материалам [26]).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рисунок 11 - Блок из шести модулей, перевозимый автотранспортом

Рисунок 12 - Монтаж системы воздухозабора блоками из шести модулей

Climeworks сообщает, что завод в Хинвиле производит около 900 тонн С02 ежегодно.

Готовый продукт не ожижается, а направляется в ближайшую теплицу, выращивающую овощи.

Интересно, что добывающая станция в Хинвиле использует только излишки тепла, вырабатываемого мусоросжигательным заводом, а не продукты сгорания. И это неслучайно -все линии Climeworks привязаны к возобновляемым источникам энергии или используют отработанное тепло. Наиболее крупномасштабным проектом Climeworks (совместно с СагЬйх) является система улавливания атмосферной углекислоты в Исландии, проект «Огса» [26]. В «Огса» будет использоваться энергия геотермальных источников.

Стоимость 1 тонны газообразного С02, полученного на таких установках, вначале составляла $600, сейчас заявляется около $300. Руководители проекта уверены в том, что в будущем возможно снижение до $115. К сожалению, не сообщаются ни предположительные сроки, ни за счет чего возможен такой экономический эффект. Стоимость завода «под ключ», аналогичного станции в Хинвиле, составляет 3-5 млн. евро, но при массовом запуске таких производств возможно удешевление в несколько раз.

Типичные показатели энергопотребления составляют около 2000 кВтч тепловой и около 650 кВтч электроэнергии. Электрическая энергия в основном требуется для продувки воздуха через фильтрующий материал с помощью вентиляторов, а тепло - для нагрева сорбента во время регенерации.

Для улавливания и отделения углекислоты используется двухступенчатый процесс, включающий адсорбцию молекул С02 на модифицированной поверхности нанонитей

целлюлозы с последующей десорбцией при 80-100 °С и откачкой попутно охлаждаемой углекислоты в коллектор (рисунок 13).

Рисунок 13 - Схематическое изображение циклического двухстадийного процесса адсорбция - десорбция горячим водяным паром с использованием насоса для понижения давления. После стадии десорбции - охлаждение адсорбера путем активной вентиляции окружающим воздухом [1]

Для разогрева адсорбента используется водяной пар, пропускаемый через металлические теплообменные трубки, как это показано на рисунке 13.

1 - входящий поток атмосферного воздуха; 2 - поток воздуха после очистки от углекислоты; 3 - входной газовый канал; 4 - выходной газовый канал; 5 - сорбирующая пластина; 6 - ткань, удерживающая частицы сорбента; 7 - часть рамы, на которой закреплена сорбирующая пластина; 8 - ограничитель окончания входного канала;

9 - ограничитель начала выходного канала; 10 - проволочная сетка для передачи тепла частицам сорбента;

11 - первичный нагревательный элемент (трубка, по которой пропускается водяной пар);

12 - адсорбционный блок в сборе

Рисунок 14 - Блок адсорбции Qimeworks [12]

За счет малого содержания углекислоты в атмосфере стадии адсорбции (рисунок 15) и десорбции (рисунок 16) протекают довольно медленно и занимают не менее 2-3 часов.

После окончания этапа адсорбции вход и выход адсорбера перекрываются заслонками. В трубки нагревательных элементов подается водяной пар и начинается откачка газа из адсорбера.

Рисунок 15 - Изменение концентрации углекислого газа на входе и выходе из адсорбера в процессе адсорбции [12]

Рисунок 16 - Термодесорбция углекислоты, сопряженная с откачкой газов из десорбера [12]

Кривая интенсивности газовыделения (рисунок 16, вверху) имеет характерный вид и состоит из 4 сегментов:

I. Удаление остаточного воздуха.

II. Пауза перед началом десорбции (нагрев недостаточен).

III. Резкое увеличение газовыделения при достижении оптимального температурного интервала для десорбции.

IV. Плавное снижение интенсивности газовыделения по мере объединения адсорбционного слоя.

Относительно сорбирующих материалов известно, что в проекте используются химически модифицированные нановолокна целлюлозы, диаметром 4...1500 нм и длиной 0Д...1000 мкм (рисунок 17) [27, 28].

Рисунок 17 - Схематическое изображение химической модификации поверхности волокон целлюлозы кремнийорганическим соединением, содержащим первичную аминогруппу [28]

Поверхность волокон модифицирована кремнийорганическими реагентами, которые могут содержать первичные, вторичные или третичные аминогруппы [10].

Global Thermostat. Количество открытой информации по разработкам Global Thermostat весьма ограничено. Известно, что для улавливания CO2 используется адсорбционный способ. Система улавливания состоит из независимых модулей, позволяющих получить станции различных пространственных конфигураций и производительности. Габариты установки можно оценить по рисунку 18.

а) вид сбоку; б) вид сзади; в) один из шести модулей станции, сконфигурированный для самостоятельного

получения газообразного CO2

Рисунок 18 - Внешний вид установки улавливания углекислоты от Global Thermostat, производительностью 1000 т/год [29]

Так же как у Climeworks используются материалы, содержащие аминогруппы. Но у Climeworks это модифицированные волокна целлюлозы, из которых изготавливаются фильтры, а у Global Thermostat гранулы неорганического носителя имеют не волокнистую, а пористую структуру. Основная часть исследований проведена для мезопористых материалов на основе оксидов кремния и алюминия. Внутри пор могут находиться различные органические амины, как связанные с подложкой ковалентными связями, так и не связанные. Наиболее интересные результаты получены для короткоцепных полимерных (олигомерных) разветвленных структур. Такого рода сорбенты обычно подразделяются на три класса [6], как показано на рисунке 19.

Global Thermostat не сообщает конкретно какие сорбенты используются в разработках этого проекта. Судя по патенту [19], наиболее вероятно использование пористых сорбентов 1 или 3 классов. В [19] так же предложено несколько схем технологических линий по улавливанию CO2 из атмосферы.

1 - пропитка аминами пор носителя без химической модификации поверхности пор; 2 - амины ковалентно связаны со стенками пористых материалов; 3 - полимеризация аминов в порах и прикрепление к стенкам

Рисунок 19 - Три класса пористых аминосодержащих сорбентов [6]

Отечественные разработки. В настоящее время неизвестны отечественные разработки по прямому улавливанию углекислоты из атмосферы на территории РФ. В 2028 г. компания «Роснефть» планирует запустить пилотный проект по разработке технологии улавливания и хранения атмосферного углекислого газа (CCUS) [30].

Выводы. Получение углекислоты из атмосферного воздуха обладает рядом достоинств:

- повсеместная доступность источника углекислоты;

- в экологически благоприятных районах возможность отказа от дополнительной очистки от «кислых» газов ( NOx, SOx ), сажи и др. примесей, как следствие - отсутствие необходимости использования дополнительных расходных реагентов;

- для получения газовой смеси не нужны камеры сгорания или тепловые машины, а также углеводородное топливо для них.

В то же время, при использовании атмосферного воздуха в качестве источника CO2 для

ТУДС, существует ряд проблем:

- необходимость в довольно громоздких системах подачи больших объемов воздуха на переработку (1млн. нм3/час и более);

- необходимость разработки и выпуска отечественных сорбентов, имеющих высокую селективность по CO2.

По этим причинам использование атмосферного воздуха как источника углекислоты в перспективных ТУДС пока представляется маловероятным.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Negative Emissions Technologies and Reliable Sequestration: A Research Agenda. Washington / S. Pacala et al. The National Academies Press, 2019. 495 p. DOI: 10.17226/25259.

2. Global Carbon Budget 2016 / Le Quere C. et al. Earth System Science Data 8: P. 605-649. DOI: 10.5194/essd-8-605-2016.

3. Global Carbon Budget 2017 / Le Quere C. et al. Earth System Science Data 10. P. 405-488. DOI: 10.5194/essd-10-405-2018.

4. Технологии улавливания и захоронения углерода / Глобальные технологические тренды. 2017. № 6. 4 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://issek.hse.ru/trendletter (дата обращения 26.04.2021).

5. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 751 с.

6. Direct Capture of CO2 from Ambient Air / E.S. Sanz-Perez, C.R. Murdock, S.A. Didas, C.W. Jones // Chem. Rev. 2016. V. 116. P. 11840-11876. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00173.

7. Process for Capturing CO2 from the Atmosphere / D.W. Keith, G. Holmes, D.S. Angelo, K.A. Heidel // Joule 2. 2018. P. 1573-1594. DOI: 10.1016/j.joule.2018.05.006.

8. Гарипов А.З., Хоменко А.А. Сравнение экономических и материальных затрат при очистке попутного нефтяного газа от сероводорода и углекислого газа // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 10. С. 53-55.

9. Gebald C., Wurzbacher J.A., Steinfeld A. Amine Containing Fibrous Structure for Adsorption of CO2 from Atmospheric Air. U.S. Patent Application 2012/0076711 A1, 2012.

10. Gebald C., Zimmerman T., Tingaut P. Porous Adsorbent Structure for Adsorption of CO2 from a Gas Mixture. U.S. Patent Application 2014/0134088 A1, 2014.

11. Wurzbacher J.A., Gebald C. Distributed Building-Integrated Carbon Dioxide Extraction System Reducing Fresh Air Requirements. WO Patent Appl. 2013075981 A2, 2012.

12. Gebald C., Piatkowski N., Ruesch T., Wurzbacher J.A. Low-Pressure Drop Structure of Particle Adsorbent Bed for Adsorption Gas Separation Process. WO Patent Appl. 2014170184 A1, 2014.

13. Gebald C., Piatkowski N., Wurzbacher J.A. Steam Assisted Vacuum Desorption Process for Carbon Dioxide Capture. WO Patent Appl. 2016005226 A1, 2015.

14. Gebald C., Meier W., Piatkowski N., Ruesch T., Wurzbacher J.A. Direct Air Capture Device. WO Patent Appl. 2015185434 A1, 2015.

15. Eisenberger P.M., Chichilnisky G. System and Method for Removing Carbon Dioxide from an Atmosphere and Global Thermostat Using the Same. U.S. Patent 8894747 B2, 2014.

16. Choi S., Drese J.H., Chance R.R., Eisenberger P.M., Jones C.W. Application of Amine-Tethered Solid Sorbents to CO2 Fixation from Air. U.S. Patent 8491705 B2, 2013.

17. Eisenberger P.M. Carbon Dioxide Capture/Regeneration Structures and Techniques. U.S. Patent 8163066 B2, 2012.

18. Eisenberger P.M. Carbon Dioxide Capture/Regeneration Method Using Vertical Elevator. U.S. Patent 8500858 B2, 2013.

19. Eisenberger P.M. System and Method for Carbon Dioxide Capture and Sequestration. U.S. Patent 8500855 B2, 2013.

20. Lackner K.S., Liu P. Removal of Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent Application 2010/0095842 A1, 2010.

21. Wright A.B., Lackner K.S., Ginster U. Method and Apparatus for Extracting Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent 7708806 B2, 2010.

22. Lackner K.S., Wright A.B. Removal of Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent 8133305 B2,

2012.

23. Wright A.B., Lackner K.S., Ginster U. Method and Apparatus for Extracting Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent 8337589 B2, 2012.

24. Beaumont M.L., Thirkettle A.C. Method and Device for the Reversible Adsorption of Carbon Dioxide. U.S. Patent 10,722,835 B2, 2020.

25. Smith I., Kasper P.T., Beaumont M.L. Improved Process and Apparatus for the Removal of Metabolic Carbon Dioxide from a Confined Space. U.S. Patent Application 2020/0030738 A1, 2020.

26. Сайт Climeworks. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.climeworks.com (дата обращения 26.04.2021).

27. Gebald C., Wurzbacher J.A., Tingaut P., Zimmermann T., Steinfeld A. Amine-Based Nanofibrillated Cellulose as Adsorbent for CO2 Capture from Air // Environ. Sci. Technol., 2011. V. 45. P. 9101-9108.

28. Gebald C., Wurzbacher J.A., Borgschulte A., Zimmermann T., Steinfeld A. Single-Component and Binary CO2 and H2O Adsorption of Amine-Functionalized Cellulose // Environ. Sci. Technol. 2014. V. 48. P. 2497-2504.

29. Сайт Global Thermostat. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.globalthermostat.com (дата обращения 26.04.2021).

30. Воронов В.В. Экологический упор: «Роснефть» запустит пилотный проект по улавливанию углерода в 2028 году. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rosneft.ru (дата обращения 26.04.2021).

REFERENCES

1. Negative Emissions Technologies and Reliable Sequestration: A Research Agenda. Washington / S. Pacala et al. The National Academies Press, 2019. 495 p. DOI: 10.17226/25259.

2. Global Carbon Budget 2016 / Le Quere C. et al. Earth System Science Data 8: pp. 605-649. DOI: 10.5194/essd-8-605-2016.

3. Global Carbon Budget 2017 / Le Quere C. et al. Earth System Science Data 10. pp. 405-488. DOI: 10.5194/essd-10-405-2018.

4. Tehnologii ulavlivaniya i zahoroneniya ugleroda / Global'nye tehnologicheskie trendy. 2017. № 6. 4 p. fElektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://issek.hse.ru/trendletter (data obrascheniya 26.04.2021).

5. Matveev L.T. Kurs obschej meteorologii. L.: Gidrometeoizdat, 1984. 751 p.

6. Direct Capture of CO2 from Ambient Air / E S. Sanz-Perez, C R. Murdock, S.A. Didas, C.W. Jones // Chem. Rev. 2016. V. 116. pp. 11840-11876. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00173.

7. Process for Capturing CO2 from the Atmosphere / D.W. Keith, G. Holmes, D.S. Angelo, K.A. Heidel // Joule 2. 2018. pp. 1573-1594. DOI: 10.1016/j.joule.2018.05.006.

8. Garipov A.Z., Homenko A.A. Sravnenie "ekonomicheskih i material'nyh zatrat pri ochistke poputnogo neftyanogo gaza ot serovodoroda i uglekislogo gaza // Vestnik tehnologicheskogo universiteta. 2016. T. 19. № 10. pp. 53-55.

9. Gebald C., Wurzbacher J.A., Steinfeld A. Amine Containing Fibrous Structure for Adsorption of CO2 from Atmospheric Air. U.S. Patent Application 2012/0076711 A1, 2012.

10. Gebald C., Zimmerman T., Tingaut P. Porous Adsorbent Structure for Adsorption of CO2 from a Gas Mixture. U.S. Patent Application 2014/0134088 A1, 2014.

11. Wurzbacher J.A., Gebald C. Distributed Building-Integrated Carbon Dioxide Extraction System Reducing Fresh Air Requirements. WO Patent Appl. 2013075981 A2, 2012.

12. Gebald C., Piatkowski N., Ruesch T., Wurzbacher J.A. Low-Pressure Drop Structure of Particle Adsorbent Bed for Adsorption Gas Separation Process. WO Patent Appl. 2014170184 A1, 2014.

13. Gebald C., Piatkowski N., Wurzbacher J.A. Steam Assisted Vacuum Desorption Process for Carbon Dioxide Capture. WO Patent Appl. 2016005226 A1, 2015.

14. Gebald C., Meier W., Piatkowski N., Ruesch T., Wurzbacher J.A. Direct Air Capture Device. WO Patent Appl. 2015185434 A1, 2015.

15. Eisenberger P.M., Chichilnisky G. System and Method for Removing Carbon Dioxide from an Atmosphere and Global Thermostat Using the Same. U.S. Patent 8894747 B2, 2014.

16. Choi S., Drese J.H., Chance R.R., Eisenberger P.M., Jones C.W. Application of Amine-Tethered Solid Sorbents to CO2 Fixation from Air. U.S. Patent 8491705 B2, 2013.

17. Eisenberger P.M. Carbon Dioxide Capture/Regeneration Structures and Techniques. U.S. Patent 8163066 B2, 2012.

18. Eisenberger P.M. Carbon Dioxide Capture/Regeneration Method Using Vertical Elevator. U.S. Patent 8500858 B2, 2013.

19. Eisenberger P.M. System and Method for Carbon Dioxide Capture and Sequestration. U.S. Patent 8500855 B2, 2013.

20. Lackner K.S., Liu P. Removal of Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent Application 2010/0095842 A1, 2010.

21. Wright A.B., Lackner K.S., Ginster U. Method and Apparatus for Extracting Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent 7708806 B2, 2010.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

22. Lackner K.S., Wright A.B. Removal of Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent 8133305 B2,

2012.

23. Wright A.B., Lackner K.S., Ginster U. Method and Apparatus for Extracting Carbon Dioxide from Air. U.S. Patent 8337589 B2, 2012.

24. Beaumont M.L., Thirkettle A.C. Method and Device for the Reversible Adsorption of Carbon Dioxide. U.S. Patent 10,722,835 B2, 2020.

25. Smith I., Kasper P.T., Beaumont M.L. Improved Process and Apparatus for the Removal of Metabolic Carbon Dioxide from a Confined Space. U.S. Patent Application 2020/0030738 A1, 2020.

26. Sajt Climeworks. ['Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.climeworks.com (data obrascheniya 26.04.2021).

27. Gebald C., Wurzbacher J.A., Tingaut P., Zimmermann T., Steinfeld A. Amine-Based Nanofibrillated Cellulose as Adsorbent for CO2 Capture from Air // Environ. Sci. Technol., 2011. V. 45. pp. 9101-9108.

28. Gebald C., Wurzbacher J.A., Borgschulte A., Zimmermann T., Steinfeld A. Single-Component and Binary CO2 and H2O Adsorption of Amine-Functionalized Cellulose // Environ. Sci. Technol. 2014. V. 48. pp. 2497-2504.

29. Sajt Global Thermostat. [ Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.globalthermostat.com (data obrascheniya 26.04.2021).

30. Voronov V.V. 'Ekologicheskij upor: «Rosneft'» zapustit pilotnyj proekt po ulavlivaniyu ugleroda v 2028 godu. ['Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.rosneft.ru (data obrascheniya 26.04.2021).

© Куксов Д.Ю., Назаренко И.Н., 2021

Куксов Дмитрий Юрьевич, младший научный сотрудник научно-исследовательского центра (проблем применения, обеспечения и управления авиацией Военно-воздушных сил), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, tm.skky9536@mail.ru.

Назаренко Игорь Николаевич, кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник научно -исследовательского центра (проблем применения, обеспечения и управления авиацией Военно-воздушных сил), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, issidora. atas@mail. ru.

DOI: 10.24412/2500-4352-2021-19-196-211

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.