二氧化碳
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二氧化碳含量的自然變化的幅度相當的大(可能與地殼變動,火山爆發頻率有關)。自歐洲工業革命以來,人類的工業活動製造了大量的二氧化碳,並將之排放至大氣之中,工業革命之後,使二氧化碳含量增加了30%,主要是來自燃燒化石燃料、水泥製造及土地利用。煤及石油中的碳在燃燒過程中被氧化成二氧化碳;石灰岩被製成水泥的過程中也釋出二氧化碳;土地的開發利用不但減少了植物吸收二氧化碳的量,也加速殘枝敗葉的腐壞而產生二氧化碳。
二氧化碳排放來源分別為:工業21%、廢棄物19%、燃料開採及生產9%、發電13%、農業8%、運輸30%。
二氧化碳的生命期為50~200年,為京都議定書中的六種溫室氣體其中一種,進入大氣後必須靠自然的過程讓它們逐漸消失,因此對地球氣候的影響是長久且全球性的。它允許可見光自由通過,但會吸收紅外線與紫外線,把來自太陽的熱能鎖住不讓流失,若大氣中的二氧化碳含量過多,地球的平均溫度將會隨之上升,此情況稱為「溫室效應」。
要做到減少二氧化碳,主要方法是節約能源,使其減少電力與燃料的使用,多使用含碳量低或無碳的再生能源,如風能、太陽能、水力、生質能、地熱等。此外,二氧化碳的捕獲與分離也是其中一種方法,目前商業化的捕獲技術能把90%以上的二氧化碳抓住,其方法可依燃料轉換成熱能與電能的方式,分別燃燒後、燃燒前與富氧燃燒三類,以下說明:
(1)燃燒後捕獲:在排放廢氣中將二氧化碳捕獲,必須使用化學吸收劑從廢氣中把二氧化碳捕捉住,成本偏高。
(2)燃燒前捕獲:由源頭直接產生高濃度的二氧化碳,一般是利用氣化的技術,在高溫爐內以95%的氧氣為助燃劑,且僅提供完全燃燒所需氧氣量的三分之一,由於在缺少氧氣環境下,燃料中的碳與氫原子經熱分解後,再經一連串複雜的反應下產生了可燃性混合氣體,又稱合成氣。
(3)富氧燃燒(純氧燃燒):一般燃燒的空氣氧氣濃度僅21%,若改以高濃度或95%以上的氧氣,稱之富氧燃燒。這時燃料中的碳與氫在純氧中燃燒,由於少了空氣的氮氣,燃燒後的廢氣含有90%以上的二氧化碳,便不需要採取鈖離程序,就能直接把二氧化碳再利用。
(以上部份來源,摘自工業技術研究院)
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