CO2的捕集與資源化利用是化學研究的熱點。
(1)我國科學家李燦院士團隊突破了太陽能電解水制取H2和CO2加氫制甲醇(CH3OH)的關(guān)鍵技術(shù)(液態(tài)太陽燃料技術(shù)),技術(shù)路線如圖-1所示。
①該路線實現(xiàn)了能量間的相互轉(zhuǎn)化,電解水的過程是由電能轉(zhuǎn)化為 化學能化學能(填“化學能”或“太陽能”)。
②氫能存儲/CO2加氫反應(催化劑:ZnO-ZrO2、壓強:5.0Mpa、溫度:315~320℃)的化學方程式為 3H2+CO2 壓強:5.0Mpa、溫度:315~320℃ 催化劑:ZnO-ZrO2CH3OH+H2O3H2+CO2 壓強:5.0Mpa、溫度:315~320℃ 催化劑:ZnO-ZrO2CH3OH+H2O,每生成1噸甲醇,理論上可減少排放 1.3751.375噸CO2。
③圖-1中可循環(huán)使用的物質(zhì)是CO2和 H2OH2O。
(2)捕集燃煤電廠煙氣(含有CO2、N2、O2及H2O)中的CO2,并將其甲烷(CH4)化的流程如圖。
【資料卡片】
a、MEA水溶液低溫可吸收CO2,升高溫度可解吸CO2。
b、恒溫流化床反應器出口溫度高。
①“吸收塔”中電廠煙氣從塔底通入,MEA水溶液從塔頂噴淋。這樣操作的優(yōu)點是 反應物可充分接觸,反應更加充分反應物可充分接觸,反應更加充分,“解吸塔”實現(xiàn)CO2解吸的操作是 升高溫度升高溫度。
②“設(shè)備A”可實現(xiàn)CH4和H2O氣液分離,方法是 降低溫度降低溫度。
③根據(jù)資料卡片信息及流程,說出一種降低工藝成本的措施:充分利用太陽能升高溫度充分利用太陽能升高溫度。
④CO2甲烷化的反應中,m(H2)m(CH4)=1:21:2。
⑤不同制氫工藝碳排放量對比圖如圖-2所示,采用 風能制氫風能制氫(填制氫方式)可以實現(xiàn)碳減排。
壓強
:
5
.
0
M
pa
、
溫度
:
315
~
320
℃
催化劑
:
Z
n
O
-
Z
r
O
2
壓強
:
5
.
0
M
pa
、
溫度
:
315
~
320
℃
催化劑
:
Z
n
O
-
Z
r
O
2
m
(
H
2
)
m
(
C
H
4
)
【答案】化學能;3H2+CO2 CH3OH+H2O;1.375;H2O;反應物可充分接觸,反應更加充分;升高溫度;降低溫度;充分利用太陽能升高溫度;1:2;風能制氫
壓強
:
5
.
0
M
pa
、
溫度
:
315
~
320
℃
催化劑
:
Z
n
O
-
Z
r
O
2
【解答】
【點評】
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