减排二氧化碳主要技术概况
二氧化碳减排技术与治理研究

二氧化碳减排技术与治理研究一、引言随着工业化的加速以及人口数量的增加,二氧化碳的排放量日益增长,对环境带来了巨大的威胁。
因此,如何减少二氧化碳的排放已经成为重要的研究课题。
在本文中,我们将会探讨二氧化碳减排技术与治理的研究进展。
二、二氧化碳排放现状二氧化碳是一种温室气体,它可以阻止地球上的热量向外释放,而将其保留在大气层中。
因此,随着工业化的加速,全球温度逐渐升高。
目前,全球每年的二氧化碳排放量达到了约400亿吨。
这一数字预计将会在未来不断增加。
三、二氧化碳减排技术1. 碳捕集技术碳捕集技术是一种通过化学或物理方法将二氧化碳从烟气中捕集出来的技术。
目前,碳捕集技术已经得到了广泛的应用。
该技术可以减少约90%的二氧化碳排放量,并且可以在大规模的燃烧过程中得到应用。
2. 碳交易碳交易是一种减少温室气体排放的经济手段。
企业可以通过购买碳排放权来减少其排放量,或者通过出售其余额的排放权来获取收益。
3. 治理污染源治理污染源意味着通过加强对污染源的监管和控制来减少二氧化碳的排放。
这通常需要政府和企业之间的紧密合作。
减少工业和交通活动的排放可以对减少污染源产生重大影响。
4. 推广清洁能源清洁能源是一种减少温室气体排放的有效方式。
通过推广可再生能源和微电网的使用,可以减少对化石燃料的需求,从而减少二氧化碳的排放。
四、二氧化碳治理研究随着对二氧化碳减排技术的研究,许多学者和科学家开始探索二氧化碳治理的方法。
其中,涉及以下几个方面:1. 治理并存储化学方法可以将二氧化碳转化为化学物质,并将其储存在地球表层的岩石中。
这种方法被称为"碳捕集和储存"。
2. 固碳生产该研究通过将二氧化碳转化为耐高温微生物所需的C源,使已有温室气体可以转化为生物能量。
该研究被称为"固碳生产"。
3. 生态系统重建生态系统重建旨在重新创造受破坏或严重受损的自然生态系统,以减少二氧化碳的排放。
四、结论二氧化碳减排技术的研究已经取得了很大的进展。
二氧化碳减排技术

二氧化碳减排技术随着近年来全球气候变化问题的日趋严峻,各国政府和企业纷纷开始重视二氧化碳减排技术的研发和实践,以防止气候变化对地球生态环境的破坏。
而二氧化碳减排技术则是当前减缓气候变化的关键性技术之一。
一、二氧化碳减排技术的意义二氧化碳减排技术的意义在于,能够大大减少二氧化碳排放量和抑制大气中温室气体的含量,从而减轻全球气候变化所带来的影响。
二氧化碳在地球温室效应中起到重要的作用,过量的二氧化碳能够导致地球气候变化加速、海洋酸化等问题。
因此,通过采用二氧化碳减排技术,能够实现减少温室气体排放、减缓气候变化、降低能源消耗的目的。
二、二氧化碳减排技术的类型及其特点二氧化碳减排技术的类型各不相同,主要包括以下几种:1. CCS(碳捕获与储存技术): CCS是一种利用化学、物理等方法将工业和能源生产中所产生的二氧化碳捕获、集中和储存的技术。
CCS技术主要是三个步骤:碳捕获、碳密集传输以及碳储存。
碳捕获技术利用化学吸附、物理吸附等方法将二氧化碳从烟气中分离出来;碳密集传输则是通过管道将二氧化碳从工厂输送至储存地点;碳储存则是通过注入二氧化碳到地下深层储层等地方,以避免大气中过多的二氧化碳。
2. BECCS(生物质能与碳捕获与储存技术): BECCS技术是利用生物质能源产生能量,并通过化学、物理等方法捕获二氧化碳,最后将其储存在地下储层等地方的技术。
BECCS技术不但能够利用废弃物和排放气体产生能量,还能从生物质中提取果糖等碳原子,使其更具可循环利用性。
3. Oxyfuel技术: Oxyfuel技术是将燃料完全燃烧成二氧化碳和水,而同时对二氧化碳进行捕获、集中和储存,防止二氧化碳直接释放到大气中造成污染。
Oxyfuel技术能够将前燃烧的功率减少,从而达到减少热损失、提高效率等多方面的优势。
三、二氧化碳减排技术的发展前景二氧化碳减排技术在未来的发展前景非常广阔。
当前的二氧化碳减排技术主要仍处于探索和研发阶段,虽然已经有一些技术得到了一定的应用推广,但还需要继续深入研究和完善技术。
CO2减排技术的研究及应用现状

CO2减排技术的研究及应用现状近些年来,环保话题越来越受到广泛的关注,其中与气候变化有关的问题尤其备受瞩目。
作为主要的温室气体之一,二氧化碳的排放是导致气候变化的关键因素之一。
据数据显示,与三十年前相比,现在全球CO2的排放量已经增长了约70%。
在这样的背景下,CO2减排技术的研究和应用变得十分紧迫。
一、CO2减排技术的种类和原理CO2减排技术可以根据基本原理分为三类:一是消减技术,即通过CO2的吸收、分离或固化等方式,将其从生产和使用流程中“拿走”;二是替代技术,即通过利用更低碳排放或无碳排放的能源替代高碳排放能源;三是储存技术,即通过地质封存或其他方式存储CO2,避免其释放到大气中。
消减技术是目前应用较广的一种CO2减排技术,其主要包括化学吸收法、物理吸收法、膜分离法、固化技术等。
其中,化学吸收法是最为成熟的一种技术,其原理是通过将废气经过溶液,使其中的CO2和目标化合物发生化学反应而达到分离的效果。
化学吸收法可分为氨法、胺法、电化学吸收法等多种类型,不同类型的化学吸收法适用于不同的工业生产工艺。
物理吸收法则是利用介质吸附机理,将CO2从气流中吸收到介质中,并在介质中形成稳定的化合物,达到分离的效果。
物理吸收法主要包括活性碳吸附法、分子筛吸附法等,可用于工业废气的处理和二氧化碳的回收。
膜分离法则是将混有CO2的气体通过膜,在膜上形成分离层,从而实现CO2分离的技术。
膜分离法主要包括非选择性膜法、选择性膜法等。
非选择性膜法较为简单,但难以实现高纯度气体的产出;而选择性膜法可以实现高纯度气体的产出,但价格较高。
固化技术是利用CO2与某些材料之间的相互作用,将其固定在某种固体介质中,达到污染物的固化和处理的效果。
固化技术可以用于处理含CO2的水和气体,以及某些工业固体废料等。
二、 CO2减排技术的应用现状随着环保意识的不断提高,CO2减排技术的应用范围也不断扩大。
在国际上,各种CO2减排技术已经得到了广泛的应用,尤以气候变化较为敏感的西欧国家和北美国家为主。
co2吞吐减排技术研究与应用

co2吞吐减排技术研究与应用CO2吞吐减排技术研究与应用随着全球经济的快速发展,二氧化碳(CO2)的排放量不断增加,给人类社会和自然环境带来了严重的问题。
为了减少CO2的排放并应对气候变化,科学家们积极研究和应用各种CO2吞吐减排技术。
本文将介绍CO2吞吐减排技术的研究进展和应用情况,旨在探讨如何利用这些技术来减少CO2的排放。
CO2吞吐减排技术是指通过各种手段减少CO2的排放量,包括CO2的捕集、储存与利用等。
其中,CO2捕集技术是指将CO2从排放源中分离出来,防止其进入大气中。
目前,常用的CO2捕集技术主要有化学吸收法、物理吸收法和膜分离法。
化学吸收法是指利用化学反应将CO2与溶液中的吸收剂反应,形成稳定的化合物。
物理吸收法则是利用溶液中的压力差和温度差来吸收CO2。
膜分离法则是通过特殊的膜材料将CO2与其他气体分离。
这些技术都有各自的优缺点和适用范围,可以根据具体情况选择使用。
CO2的储存与利用技术是将捕集到的CO2储存或转化为有用的产品,以减少其对大气的排放。
储存技术主要有地下封存和海洋封存两种方式。
地下封存是指将CO2气体压缩成液态或固态,然后注入地下岩层中,使其长期保存。
海洋封存则是将CO2排放到海洋深处,利用海洋的溶解作用将其稀释和储存。
这些储存技术需要考虑地质条件、温度和压力等因素,以确保储存的安全和稳定。
CO2的利用技术可以将其转化为燃料、化学品和建筑材料等有用的产品。
例如,利用CO2可以制备合成燃料,如合成天然气和合成柴油。
此外,CO2还可以用于生产化学品,如氨、甲酸和丙烯酸等。
另外,CO2还可以用于生产建筑材料,如钢铁和水泥。
这些利用技术可以将CO2转化为有价值的产品,实现CO2资源化利用,同时减少了对化石能源的依赖。
除了CO2吞吐减排技术的研究,其应用也在不断推进。
目前,许多国家和地区已经开始在工业生产和能源领域中应用CO2吞吐减排技术。
例如,一些发达国家已经建立了大规模的CO2捕集与储存示范项目,如挪威的Sleipner和Snøhvit项目。
二氧化碳减排的技术与方法

二氧化碳减排的技术与方法全球气候变化的现实正在逐渐受到人们的重视,而二氧化碳的排放量是导致全球气候变化的最主要原因之一。
世界各地的政府和企业都努力采取技术与方法来减少CO2排放量,以降低全球变暖的速度。
本文将探讨二氧化碳减排的技术与方法。
能源效率能源效率是减少碳排放最直接和最常见的方法之一。
随着技术的进步和设计的优化,现在能够制造出更加节能的设备,以协助企业减少能源消耗,并减少对环境的影响。
如热泵可以提供更高效的加热和制冷,并减少 CO2 排放量。
企业也可以采用 LED 灯和智能照明系统,因为这些设备能更好地控制用电量,并使建筑物自主进行节能措施。
碳捕捉和封存技术在工业过程中,很难避免二氧化碳的产生。
但是现代技术鼓励减少二氧化碳的排放,而不是完全压制它。
因此,碳捕捉和封存技术就应运而生。
碳捕捉与封存技术是一种防止二氧化碳释放到大气中的方法。
将二氧化碳从工业流程中捕捉后,它可以被存储在深层地下,或者更好的是,重复使用。
碳捕捉和封存可以通过两种方式来实现。
第一种方法是“后燃烧碳捕捉”:此方法涉及将fossil燃料燃烧并将其二氧化碳捕捉(约70%的二氧化碳可以被捕捉),以防止其与大气中的氧气反应。
第二种方法是“前燃烧碳捕捉”,该方法要求碳捕捉在燃烧之前进行,从而捕捉到大部分的二氧化碳。
太阳能和风能太阳能和风能是减少碳排放的最常见可再生能源,因为二者不会释放二氧化碳到大气中。
太阳能技术通过使用太阳能板将太阳能转化为电能,从而取代使用煤炭和化石燃料来加热水或电力发电。
该技术还可以配合其他技术,如热泵等来减少对非可再生能源的需求。
类似于太阳能的风力发电也是一种高效的碳减排技术,它将风能转换为电能。
风能是可再生能源之一,免费获取,并且不会造成污染或废弃物。
生物质能源生物质能源是指从植物,动物和微生物中提炼的所有能量类型。
生物质能源是一种可持续且环保的能源来源,可以被用于生产电力或运行机器。
生物质能源可以是生物质颗粒或生物燃料,它们可以通过燃烧或转换为其他形式的能源。
二氧化碳捕获技术及其减排效果

二氧化碳捕获技术及其减排效果随着全球经济的发展和人口的增长,工业活动和交通运输等过程中排放的二氧化碳越来越多,成为全球变暖和气候变化的主要诱因。
为了减缓全球气候变化的影响,需要通过各种渠道达到减排目标。
而二氧化碳捕获技术就是其中一个重要的减排技术,可以有效地减少二氧化碳的排放量。
一、二氧化碳捕获技术的原理及分类二氧化碳捕获技术主要是通过化学吸附、物理吸附、膜分离、化学反应等技术手段将二氧化碳从气态或液态混合物中捕获,以达到减少二氧化碳排放的目的。
根据应用范围和作用场景的不同,二氧化碳捕获技术可以分为前端捕获和后端捕获两类。
前端捕获即在燃料制备或能源转换等生产过程中施加捕获技术,如燃烧前的燃料处理、煤炭气化等;后端捕获即在工业废气或燃煤发电厂等二氧化碳排放源头处施加捕获技术,如烟气脱硫、汽电联产等。
二、二氧化碳捕获技术的优缺点二氧化碳捕获技术的优点在于可以有效减少二氧化碳排放,提高能源利用效率,并为二氧化碳的后续利用创造条件。
而其缺点主要是技术成本高、能耗大、运营需求复杂、相关装置建设难度较大等。
三、二氧化碳捕获技术的发展现状及前景在近年来的工业应用和科技研究中,二氧化碳捕获技术已经有了较大的发展。
目前,许多煤制气、燃煤发电厂等行业已经开展了大规模二氧化碳捕获工程。
同时,国内外的许多高校和科研机构也正在研发新型的捕获材料和技术。
未来,随着全球对环境污染和气候变化问题的日益重视,二氧化碳捕获技术也将会得到进一步的发展和应用。
而复合技术、智能化技术等新型技术手段的引入,也将会为二氧化碳捕获技术的实用与推广提供更多的支持。
四、结语二氧化碳捕获技术的出现是时代的要求,在全球减排的同时提高能源利用效率。
虽然该技术还存在一些问题,但在今后的应用和研究中,相信随着技术和政策的支持,其效果会越来越显著,发挥更大的作用。
二氧化碳的减排技术及其应用前景

二氧化碳的减排技术及其应用前景随着工业化进程的不断加速和人类的高密度生活,二氧化碳的排放量日益增多,这也导致了温室气体的排放,从而加速了气候变化的进程。
如何降低二氧化碳的排放量,成为了各国政府和企业共同面临的挑战。
本文将从二氧化碳减排技术及其应用前景两个方面来探讨这一问题。
一、二氧化碳的减排技术1.碳捕集和封存技术碳捕集和封存技术是通过将二氧化碳捕集并储存于地下或水下层,从而降低其排放量的一种技术。
在生产过程中,燃烧后的二氧化碳会被可以捕集二氧化碳的设备捕获,然后借助专用管道将其输送到储存基地,进行封存处理。
通过这种方式,可以将二氧化碳的排放量降低幅度控制在合理范围内。
2.清洁能源代替传统能源传统能源如煤炭、石油、天然气等,是人类以加工、制造和生活过程中常用的能源。
然而,这些能源的使用会产生大量的二氧化碳排放,并在空气中逗留较长的时间。
因此,采用清洁能源,如太阳能、风能、水能等,可以有效地减少二氧化碳排放量和温室气体的排放。
3.停止烧林开荒和砍伐雨林大量的森林被砍伐和烧毁,这将造成严重的二氧化碳排放,导致气候变化。
因此,森林的保护和恢复是降低二氧化碳排放的重要途径之一。
通过采取减少采石、工厂建设、农业等不当活动,可以大大减少森林砍伐活动,从而减低二氧化碳的排放量。
二、二氧化碳减排技术的应用前景随着环保意识的不断提高,越来越多的企业和政府开始引入二氧化碳减排技术。
全球气候变化问题不仅影响到环境,也对人类的生产、生活和经济发展产生了巨大的影响。
因此,加强二氧化碳减排技术的应用,是未来环境保护和全球经济可持续发展的重要推手。
一方面,二氧化碳减排技术可以为企业带来更好的形象和声誉。
在公众和经营者对环境和气候变化问题的日益关注下,企业和组织需要采取更多的环保措施和实践,这对于企业的形象和品牌影响至关重要。
采用不同的技术进行二氧化碳减排,是企业提高形象和声誉的一种途径。
另一方面,二氧化碳减排技术可以为生态环境带来更好的改善。
二氧化碳减排技术的原理及应用

二氧化碳减排技术的原理及应用近年来,全球变暖、气候变化等环境问题日益严峻,各国政府和企业均加紧推动二氧化碳减排技术的研究和应用。
二氧化碳是温室气体之一,大量排放会加剧全球变暖和气候变化,因此减少二氧化碳排放已成为全球共识。
本文将探讨二氧化碳减排技术的原理及应用。
一、原理二氧化碳的排放与能源消耗密切相关。
传统燃煤发电等能源消耗,都会产生大量二氧化碳。
而二氧化碳减排技术的目的就是尽可能减少这种排放。
具体来讲,二氧化碳减排技术可以分为以下几种类型:1.碳捕集碳捕集技术通过利用化学和物理方法从烟气或工业排放物中分离二氧化碳,并将其存储或压缩,避免其进入大气中。
常用碳捕集方法包括化学吸收法、物理吸附法和膜分离法等。
其中,化学吸附法是最常用的一种方法,该方法通过吸收剂使烟气或排放物中的二氧化碳与其反应产生化合物,再通过热裂解使吸收剂回收和分离出二氧化碳。
而电场吸收法、离子液体吸收法、超临界流体萃取法等新型碳捕集技术正逐步应用于工业生产。
2.碳氧化碳氧化技术是将工业废气中的二氧化碳实现转化,使其不再对环境造成负面影响。
碳氧化通常以催化剂为主,使氧气和废气中的二氧化碳及其他气体发生化学反应,产生二氧化碳等物质。
3.生物技术生物技术指的是利用微生物或植物对二氧化碳进行吸收和转化。
微生物如大肠杆菌、乳酸杆菌等,可以利用二氧化碳和水合成有机物质,而光合作用是植物利用二氧化碳的方式之一。
二、应用1.炭捕集技术在积极推广2018年,中国国家能源局批准了首批27个炭捕集示范项目,分别位于煤电、钢铁、化工、石油化工等八个工业领域,总投资超过110亿元。
炭捕集技术在未来能源转型中发挥着至关重要的作用。
同时,炭捕集技术与碳交易、碳减排补偿等,也将成为企业遵从环保法规的重要手段。
2.碳氧化技术已广泛应用于石油化工行业除了煤电产业,十分发达的石油化工行业同样存在二氧化碳排放量较高的问题。
因此,碳氧化技术也被广泛应用于该行业。
例如,在燃料合成、氢气制备等领域中,碳氧化技术即被用作二氧化碳的还原方法,不仅实现了二氧化碳减排,同时也实现了高效能源的利用。
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减排二氧化碳主要技术概况为了减缓地球变暖而减排二氧化碳已形成全球共识,我国作为发展中大国,对减排二氧化碳十分重视。
为了贯彻“十二五”规划单位GDP 能耗降低16% 和单位GDP 二氧化碳排放降低17% 的约束性考核指标,工信部和发改委、科技部、财政部联合制定的《工业领域应对气候变化行动方案(2012-2020)》于2013 年1 月9 日公布。
该方案提出,到2015 年,单位工业增加值二氧化碳排放量比2010 年下降21% 以上,其中钢铁行业下降18%。
这对目前尚处于困境的钢铁工业无疑是一项十分艰巨的任务,但亦是发展模式由粗放型转向质量效益型的契机,应大力通过技术创新确保这一目标的实现。
从国内外经验看,确保二氧化碳减排主要依靠以下五方面的技术:①发展可再生能源和清洁能源;②节约能源;③低碳技术;④二氧化碳分离回收技术;⑤二氧化碳利用技术。
本文兹就与钢铁行业密切相关的② - ⑤项技术情况分类介绍如下,以供参考。
1 节能技术概况节能和二氧化碳减排关系密切,但按单位工业增加值计算的节能率比常规按吨钢能耗计算的节能率的影响因素更多。
工业增加值能耗= 耗能量/(产品产值-原材料产值)。
由此看出,通过生产高级产品和降低原材料消耗都有利于降低工业增加值能耗,故使由此计算的二氧化碳减排途径更多。
从这一观点出发,有利于减排二氧化碳的先进节能技术及应用情况大致如下:1)提高高级产品的比例,特别是有利于用户节能减排的产品,其减排二氧化碳的效果更为明显。
如日本铁钢联盟为确保实现1997 年京都议定书规定全国2010 年比1990 年减排二氧化碳6% 的目标而制定的钢铁业2010年自主行动计划中,除规定直接节能10% 的同时,还要求间接节能达6.5%(扩大高级产品约占4%、利用废塑料100 万t 约占15%、利用低温余热供社区利用约占1%)。
高级产品首先有高强度钢,用于汽车、船舶等轻量化时,既节约用钢量(间接节能),又有利于运行时节油减排;其次是低铁损电工钢板,则有利于电机、发电机和变压器等减少铁损而节能;还有高耐热、耐蚀钢管,用于超超临界高效发电而节能等。
按从生产、使用到报废的全生命周期计算节能效应。
这一措施大幅推动了日本钢铁业提高高级钢比的生产和技术研发,并成为扩大出口的主要手段。
我国钢铁业则在这方面较为薄弱但潜力巨大,希望以此为契机加大技术开发和创新,既可提高企业效益,又可为减排二氧化碳抑制地球变暖做出努力,并有利于尽快由大变强。
2)简化生产工序的节能技术。
在简化生产工序的节能技术中,目前节能效果大的先进技术有以下两项:(1)薄带连铸技术。
即将钢水注入由一对逆向旋转辊和两侧封板组成的熔池中,便可直接由钢水连续生产出厚度为2-4mm 的薄带,省去粗轧工序,从而大幅节能。
这一先进技术从21 世纪初就先后在日本、韩国、澳大利亚和美国建成示范厂,但发展最快的是韩国浦项钢铁。
2006 年建成示范厂,现已商业化,年产能达60 万t,其中不锈钢40 万t、镁薄带3000t,还在开发新钢种和钛、锆等薄带材中。
我国亦应自行开发或引进技术选点示范应用成功,经消化吸收再创新后在全国推广。
(2)直接还原炼铁技术。
直接还原炼铁技术比传统高炉炼铁法省去炼焦和烧结工序,大幅减少了能耗和投资,故从1970 年实用化初期的80 万t到2010 年已扩大到100 倍以上。
所用还原剂有两种,即天然气和煤。
前者的代表工艺为MIDREX 法,为美国MIDREX公司(后被神户制钢兼并)开发,现全球共有60 处以上,占总产量的60% 左右,主要分布在中东、非洲和美洲。
后者的代表工艺有FASTMET 法、ITmk-3 法和FINEX 法等。
前两种方法由神户制钢开发。
FASTMET 法在日本已用于重点处理含锌高的铁粉尘。
过去由于担心影响高炉顺行而将之作为废弃物填埋处理;后来掺入煤粉造成球团,在转底炉内加热脱锌并于炉尾回收氧化锌的同时,产出直接还原球团供炼钢使用(有的厂供高炉使用),节能效果更好。
我国马钢已建成20 万t/a 含锌尘泥脱锌装臵、产品供高炉使用。
另外,沙钢采用神雾集团开发的类似技术亦于2012 年建成30 万t/a 产能,产品供电炉使用。
ITmk-3 法则以铁粉、煤粉混合直接生产还原球团,在美国电炉钢厂的50 万t/a 示范工程效果良好,已在印度和中东等缺焦煤的国家和地区重点推广。
另一种工艺为FINEX 法,为韩国浦项钢铁和奥钢联共同开发并在浦项钢铁应用和改进,现已有60 万t/a 和150 万t/a 两座设备在生产,另一座 200 万t/a 的3 号设备亦将于今年年内建成。
据报道,浦项钢铁已和我国重钢达成协定,共同投资、建设和经营2×150 万t/a FINEX,计划于2015-2016 年投产,在减排二氧化碳的同时还可减少焦煤进口。
(3)大力提高电炉钢比的节能效果更大。
一般短流程电炉钢厂的吨钢能耗和投资仅为高炉- 转炉长流程钢厂的1/3,故减排二氧化碳的效果亦大。
日本、欧盟、美国等发达国家的电炉钢比分别约为25%、40% 和50%,而我国仅为10%-12%,因此提高电炉钢比的潜力很大。
而发展的瓶颈主要是废钢不足,应设法采取以下措施解决:①与含锌铁粉尘的处理利用相结合,增加电炉原料供应;②强化废金属回收工作;③利用廉价劳动力优势在沿海发展拆船厂等,以增加废钢;④扩大废钢进口以代替铁矿石进口,总体还是合算的。
3)改善循环利用机制,扩大废塑料等高能量废弃物的利用。
日本学习德国废物循环利用的合理机制——生产者责任制和分类回收制,完善了相关法规,使钢铁业年废塑料的利用量达到近100 万t。
主要是居民对废塑料分类投放,然后由废塑料协会集中后按2-4 万日元/t 委托处理费交钢铁厂,掺入高炉喷吹煤和炼焦煤中利用,能量利用率分别达到70% 和94%,发挥了节能减排的效果。
2 低碳技术促进二氧化碳减排二氧化碳的产生主要是来自碳的燃烧和对氧化矿物的还原。
若采用同样具有燃烧和还原作用的氢元素代替部分碳元素的低碳技术,则可实现二氧化碳的减排。
除常见的以城市煤气和天然气替代煤供居民生活和烧锅炉使用外,与钢铁业有关的低碳技术还有以下实例:1)日本JFE 钢铁的东日本钢铁厂曾利用当地有余的城市煤气与煤粉一起吹入高炉,由于城市煤气的天然气含氢量高于喷吹的煤和焦炭,故产生了一定的二氧化碳减排效果。
2)受日本新能源产业技术综合开发机构委托,日本铁钢联盟组织由四大钢铁公司负责研发项目COURSE 50 中的一项内容,即将焦炉煤气改质以提高氢含量后喷入高炉中代替焦炭作铁矿石的还原剂,目标是减排二氧化碳 20%。
2012 年已完成实验室研究,并经瑞典的试验高炉证实已达到二氧化碳减排10% 的效果,下一步拟自建10m3 试验高炉进行完善和扩大试验内容以争取达标。
3)日本的水泥回转窑大量利用废物代替石灰石和粘土等原料,节能降本,废料比已达50%左右。
研究发现,含CaO 高的粉煤灰和转炉渣代替了石灰石中的CaCO3,还起到了减排二氧化碳的作用,故亦被作为低碳原料而扩大利用。
根据以上特点,从我国的实际出发,亦可根据需要采取相关扩大利用措施。
3 二氧化碳的分离回收贮存技术在《京都议定书》的推动下,日本、欧盟等发达国家狠抓二氧化碳减排工作,除重视节能和发展可再生能源外,作为后备手段对电力、钢铁和水泥等二氧化碳排放大户开展了二氧化碳分离回收、贮存(CCS)技术的开发,即将分离的二氧化碳贮存于地下和海底,以防止向大气中排放,有条件的则充入开采中的油田,还有利于提高原油的采收率。
二氧化碳的分离回收法有吸收法、膜分离法和吸附法等多种,具体采取何种方法,要根据二氧化碳的基本性质(见表1)和各种尾气的特点(见表2)而定。
以下就各种回收法的原理、过程和应用情况简介如下:1)吸收法。
首先对各种吸收液在不同CO2分压下对CO2的溶解度进行对比,如表3 所示。
由表3 可以看出,除二氧化碳较难溶于水外,在其他有机溶剂中的溶解度均随二氧化碳分压的上升而呈直线上升,即符合亨利定律。
这种利用不同二氧化碳分压下的溶解度不同而进行分离的方法称之为物理吸收法。
SELEXOL 已作为吸收液用于工业。
MEA 在低二氧化碳分压下亦有较好的溶解度,且在二氧化碳分压加大后溶解度的变化不大。
故此时可在压力不变的情况下,利用温度对溶解度的不同影响而进行分离的方法称之为化学吸收法。
MDEA 溶液的性质居于以上两种溶液的中间。
物理吸收法的流程:将含二氧化碳的高压处理气送入装入溶解液的吸收塔中被吸收二氧化碳后,处理气经上部排出,溶入二氧化碳的溶解液由吸收塔下部送出,经减压后分离出二氧化碳和溶液,对二氧化碳进行回收,溶液经过滤净化后返回吸收塔再利用。
化学吸收法的流程:燃烧后的烟气在吸收塔与溶解液对流接触而被吸收二氧化碳后,烟气从塔顶排出时二氧化碳含量小于2%,含二氧化碳的溶解液从底部流出,进入再生塔内经降温后分离出的二氧化碳从塔顶排出,其纯度高达99% 以上;分离后的溶解液从再生塔底部排出,与含二氧化碳的溶解液经换热器升温后再返回吸收塔中再利用,考虑损耗并及时补充适量的新溶解液。
MEA 等吸收液中的氨和二氧化碳易生成甲基氨酸盐或重碳酸盐,由于结合力度强,导致分离再生的耗能大(如MEA 法耗能达4GJ/t-CO2),给应用带来困难。
RITE 公司经多方改进正在开发以2 GJ/t-CO2为能耗目标的新吸收液。
另外,三菱重工、东芝、RITE 和新日铁工程等公司正用低能耗吸收液进行工试中。
2)吸附法。
用活性炭和泡沸石等固体吸附剂吸附二氧化碳后,再经减压或加热以使二氧化碳分离而回收的方法。
如固体与二氧化碳发生化学反应的情况则称为固体吸收法。
吸附法和固体吸收法的关系与物理吸收法和化学吸收法的关系相同。
但由于媒体为固体(和用吸收液的不同),在吸收部和再生部间的媒体转移较难。
据此,多使用多个塔以便媒体固定而使压力、温度条件变化的摆动法,即使压力摆动的PSA 法、使温度摆动的TSA 法以及两者组成的PTSA 法,还有使媒体自身移动的移动床法和振动床法。
近日RITE 公司开发的吸附剂,不仅在应用压力范围和吸附量方面比泡沸石提高很多,而且还可节能30%。
因为对IGCC 反应煤气脱除二氧化碳时,由于煤气中有水蒸气而影响泡沸石的吸附性,故使用泡沸石吸附前必须先脱湿,从而多耗能30%。
RITE新开发的吸附剂受水蒸气的影响小,且其吸附量随压力变化,故不需脱湿。
3)膜分离法。
主要是利用分子尺寸及对膜材料的亲和性不同而使气体分子移动速度不同来分离二氧化碳的方法。
故二氧化碳的分压差成为分离的驱动力。
因此,对高分压二氧化碳用膜分离时,如上述方法中的媒体移动和再生所需的能源均可省去,这是它的最大优点,但高选择性、高效分离的膜技术较少。