溫室氣體二氧化碳捕集和利用技術(shù)進(jìn)展

前言

　　隨著人們對(duì)全球變暖現(xiàn)狀認(rèn)識(shí)的深入以及“巴厘島路線圖”的制定，減少溫室氣體CO2等的排放量成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)。政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)在2007年初發(fā)表的第四次氣候變化評(píng)估報(bào)告中指出，人類活動(dòng)“很可能”是導(dǎo)致氣候變暖的主要原因。2005年2月16日《京都議定書》正式生效,要求發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)對(duì)全球氣候變暖承擔(dān)更多的歷史責(zé)任。一些國(guó)際組織和發(fā)達(dá)國(guó)家推出了一些減排技術(shù)應(yīng)對(duì)方案,如美國(guó)能源部提出了“未來(lái)電力”(Future Gen)和“21世紀(jì)遠(yuǎn)景氣”（Vision 21)計(jì)劃,歐盟國(guó)家推出了“未來(lái)能源計(jì)劃”等。然而CO2的排放主要來(lái)自于化石能源的燃燒，當(dāng)今的能源仍然以化石燃料為主，因此CO2的捕集和封存技術(shù)對(duì)減少CO的排放量有著重大意義。碳捕集和封存技術(shù)的研究引起了大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和各國(guó)政府極大的重視。 　　考慮到我國(guó)富煤、貧油氣和水、耕地資源緊缺的現(xiàn)狀，在各行各業(yè)認(rèn)真貫徹中央節(jié)能減排，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和大力發(fā)展風(fēng)能等可再生能源的基礎(chǔ)上，大力加強(qiáng)CO2捕集和封存技術(shù)的研究，如加快研究控制CO2排放的潔凈煤技術(shù)、加快發(fā)展先進(jìn)的CO2捕集和封存技術(shù)等。對(duì)于我國(guó)目前的絕大部分電廠、新建電廠和未來(lái)的潔凈煤電技術(shù)來(lái)說(shuō)，CO2的捕集分離是關(guān)鍵。由于煙道氣流量極大，CO2濃度很低，體系復(fù)雜，因而分離設(shè)備體積龐大，能耗高。目前的CO2捕集成本在40美元/噸左右，約占碳捕集和封存總成本的80%。只有大幅度地降低其成本，才有可能實(shí)施碳捕集和封存。目前化工領(lǐng)域已成功應(yīng)用的CO2的捕集分離方法主要有吸收、膜分離和吸附等。

內(nèi)容概要

本書主要內(nèi)容包括：二氧化碳的來(lái)源、吸收法分離技術(shù)、吸附法分離技術(shù)、膜分離技術(shù)、化學(xué)鏈燃燒技術(shù)、惰性氣氛下鈣基載氧體熱分解過程的動(dòng)力學(xué)研究、鈣基載氧體同固體燃料和氣體燃料的反應(yīng)特性和動(dòng)力學(xué)研究、化學(xué)鏈制氫技術(shù)、二氧化碳的其他捕集技術(shù)，同時(shí)還介紹了二氧化碳封存技術(shù)，最后總結(jié)了二氧化碳加工聚合物技術(shù)并給出了二氧化碳捕集與利用展望。其中重點(diǎn)論述了載氧體化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，主要內(nèi)容有載氧體顆粒的制備和表征，化學(xué)鏈燃燒的熱力學(xué)分析，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)機(jī)理及其模擬，化學(xué)鏈燃燒的典型單元設(shè)備和工藝技術(shù)，化學(xué)鏈燃燒耦合技術(shù)分析，化學(xué)鏈制氫技術(shù)和化學(xué)鏈重整技術(shù)。    本書論述力求通俗易懂、理論與工藝實(shí)踐相結(jié)合，可作為科研人員、工程技術(shù)人員的專業(yè)學(xué)術(shù)參考書，也可以作為大專院校教師、研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章  緒論第2章  吸收法分離技術(shù)第3章  吸附法分離技術(shù)第4章  膜分離技術(shù)第5章  化學(xué)鏈燃燒技術(shù)第6章  惰性氣氛下鈣基載氧體熱分解過程的動(dòng)力學(xué)研究第7章  鈣基載氧體同固體燃料和氣體燃料的反應(yīng)特性和動(dòng)力學(xué)研究第8章  化學(xué)鏈技術(shù)的其他應(yīng)用第9章  二氧化碳的其他捕集技術(shù)第10章  二氧化碳封存技術(shù)第11章  二氧化碳加工聚合物技術(shù)第12章  二氧化碳捕集與利用展望

章節(jié)摘錄

　　5.2.2 非金屬載氧體　　使用金屬載氧體雖然可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，但在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，金屬載氧體在循環(huán)使用過程中必然會(huì)有少量的金屬氧化物進(jìn)入大氣，并且在使用中存在磨損、結(jié)塊并會(huì)引發(fā)人類生活環(huán)境的重金屬污染等問題，使金屬載氧體的運(yùn)用受到一定的限制。目前研究較多的主要有CaSO4、BaSO4、SrSO4等硫酸鹽非金屬載氧體，其具有載氧能力大、物美價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，近來(lái)受到廣泛關(guān)注。但不足是高溫反應(yīng)過程中易發(fā)生分解反應(yīng)，生成SO2等有害氣體。而且，其較低的機(jī)械強(qiáng)度也是一個(gè)重要的限制因素?！　∫粤蛩徕}為代表的硫酸鹽載氧體由于價(jià)格便宜、對(duì)環(huán)境友好，是未來(lái)載氧體發(fā)展的一個(gè)方向。硫酸鈣同石墨在750°C時(shí)發(fā)生固一固反應(yīng)，生成硫化鈣和二氧化碳。加入適量的三氧化二鐵或氧化鋅做催化劑可減小硫酸鈣同碳反應(yīng)的活化能，并降低兩者之間開始反應(yīng)的溫度。如采用浸漬法在硫酸鈣表面浸漬某些金屬離子，可以制備硫酸鹽／金屬氧化物型復(fù)合載氧體。金屬離子既可作為催化劑降低硫酸鈣同固體燃料（如煤等）開始反應(yīng)的溫度，也可增強(qiáng)載氧體的機(jī)械強(qiáng)度。關(guān)于復(fù)合載氧體同固體燃料的研究目前報(bào)道較少，其反應(yīng)規(guī)律值得進(jìn)一步探討。 　　……

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