电厂烟气CO_2的微藻减排技术进展

面对日益严峻的环境问题,CO_2减排已成为全球最关注的问题之一,其中中国电厂的CO_2减排已势在必行。综述了国内外电厂烟气CO_2的微藻减排技术现状,分析了该技术的必要性和优势,并对未来的发展进行了展望。     

外商直接投资对中国能源消费CO_2排放影响的实证研究

通过估算中国29个省、自治区和直辖市1984—2013年共30 a的数据,对外商直接投资(FDI)与能源消费CO_2排放进行了实证分析,构造了包含FDI以及CO_2排放的规模、结构、技术和政策效应的联立方程。结果表明:FDI通过规模效应和结构效应显著地增加了中国各省、自治区和直辖市的CO_2排放量,其系数分别为0.584和0.058;技术效应和政策效应则有效地降低了各省、自治区和直辖市的CO_2排放量,系数分别为-0.559和-0.581。总效应系数为-0.498。在中国目前的经济发展水平下,FDI技术效应和政策效应超过了规模效应和结构效应,能使中国CO_2排放问题得到有效缓解。中国目前仍处在环境库兹涅茨曲线倒"U"形的左侧,节能减排更应该在技术效应和政策效应上下功夫。     

中国碳捕集、利用与封存项目环境影响评价技术建议

深入分析碳捕集、利用与封存(CCUS)项目捕集、运输、利用与封存等环节的主要环境问题,并借鉴现行环境影响评价(简称环评)体系,提出中国CCUS项目环评技术建议,包括CCUS项目工程分析、区域环境现状调查与评价、项目环境影响预测与评价、跟踪监测方案制定等方面。最后分析了中国目前推行CCUS项目环评制度存在的障碍:超临界CO2管道运输泄漏的风险评价模型尚未建立、封存导致的CO2渗漏的概率和规模尚不清楚以及温室气体排放影响评价所需的基本数据缺乏等,旨在为环境管理部门决策提供参考。     

膜吸收法分离燃煤烟气中CO_2的实验研究

以NaOH和乙醇胺(MEA)溶液为吸收液,采用聚丙烯(PP)中空纤维膜组件为反应器,进行了分离模拟烟气中CO_2的研究。考察了操作条件和SO_2的存在对CO_2脱除效果的影响,并探讨了膜组件长周期连续运行时的脱碳性能。结果表明:随着气体流量增加,CO_2脱除率下降,而总传质系数上升;随着CO_2体积分数的增加,CO_2脱除率和总传质系数均下降;随着液体流量、吸收液浓度的增大,CO_2脱除率和总传质系数均上升。SO_2的存在会使CO_2脱除效果下降。连续运行15d后CO_2脱除效果显著下降,但通过N2反吹,可恢复至初始CO_2脱除率的85%以上。膜接触角测定及扫描电子显微镜观察表明,经30d浸泡后,膜丝接触角下降,疏水性减小,膜孔形变;经NaOH溶液浸泡的膜丝表面出现结晶体阻塞膜孔,而MEA溶液会侵蚀膜丝,这些可能是PP中空纤维膜组件反应器脱碳性能下降的原因。     

污泥在CO_2气氛下热解CO与CH_4的生成特性

利用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究了典型市政污水污泥在CO_2和N_2气氛下的热解特性。基于TG-FTIR分析结果,采用等温模式配合法研究了CO_2气氛下污泥固定床热解过程中CO和CH_4的生成特性,建立了CO和CH_4的生成动力学机理模型,并同传统N_2气氛下污泥热解情况进行了对比,理论模型利用实际实验数据进行了验证分析。结果表明,在实验温度范围内2种气氛下CO与CH_4的生成情况有着比较明显的差异,CO_2气氛下CH_4释放浓度在峰值和总量上都要低于N_2气氛,CH_4释放峰值来得更早,释放时间更为集中,释放过程也结束得更快。相反,CO的释放浓度峰值,总量以及持续时间在CO_2气氛下都要远远高于N_2气氛,随着温度的升高,差距越来越大,CO_2的存在大大促进了CO的生成。经实验验证,理论推导所得的模型公式对于热解产物生成有着良好的预测结果。     

二氧化碳气敏电极测定环境样品中的游离二氧化碳和总二氧化碳的含量

水中CO_2含量的高低,不但影响水的pH值,而且也会引起其它化学成分的变化。因此,在水质分析中,游离CO_2和总CO_2(HCO_3~-和CO_3~=)含量的测定是必不可少的项目。有关气敏电极测定CO_2的方法虽已有一些报导,但将其用于实际样品测定的工作报道甚少。我们用气敏电极测定了天然水和飘尘等实际环境样品中的游离CO_2和总CO_2含量,方法简便、快速,在1×10~(-2)～1×10~(-5)M(约     

O2/CO2工况下回转窑和分解炉内煤粉燃烧的数值模拟及可靠性验证

为研究O_2/CO_2烟气循环煅烧水泥技术实现CO_2和NOx减排的可行性,采用数值模拟的方法对某2 500 t·d~(-1)回转窑和分解炉模型进行了21%O_2/79%CO_2助燃氛围下煤粉燃烧的研究,对比分析了O_2/CO_2助燃工况下与空气助燃工况下回转窑、分解炉的模拟结果,并通过实验验证了数值模拟的可靠性。结果表明:与空气助燃工况下相比,O_2/CO_2助燃工况下回转窑、分解炉的煤粉燃尽率分别为92.41%、91.15%,下降了3.06%、3.51%;分解炉出口处生料分解率为90.54%,下降了2.90%,仍满足生产需求;O_2/CO_2助燃工况下回转窑、分解炉的NO排放量明显下降,脱硝率分别为74.47%、11.80%;烟气中CO_2体积分数从32.23%增加到95.35%,通过简单的处理就可以实现C捕获。上述研究结果为O_2/CO_2烟气循环煅烧水泥技术的推广应用提供了参考。     

煤吸附CO_2、O_2和N_2的能力与竞争性差异

应用Materials Studio软件,采用巨正则系综蒙特卡洛方法,依据电厂烟气注入采空区防火与封存实际,对煤吸附CO_2、O_2和N_2的能力与竞争性差异进行分析。由计算结果可知,相比于吸附O_2、N_2,煤吸附单组分CO_2除了范德华能起主要作用,还有很强的静电作用能。由相互作用能和等量吸附热计算结果可知,煤容易吸附CO_2,而不容易吸附O_2和N_2。298.15 K时,CO_2对N_2和O_2吸附选择性及O_2对N_2的吸附选择性分别为42.396、32.357和1.310,揭示了竞争能力大小为CO_2O_2N_2。分压分别为CO_216.5 k Pa+N_279 k Pa+O_24.5 k Pa内系统竞争吸附时,受吸附能力、竞争性和分压影响,CO_2被大量吸附,而O_2吸附抑制。     

应用硝酸盐控制排水管道中H_2S气体释放的研究进展

排水管道中硫酸盐还原菌(SRB)代谢产生的S~(2-)会导致H_2S气体释放和管道腐蚀等问题,从而增加管道的维修费用,且威胁工人和居民的身体健康。抑制管道内S~(2-)生成的措施以投加化学药物为主。在可投加的化学药物中,硝酸盐因易于应用、抑制效果较好、副作用小而被广泛应用和研究。围绕硝酸盐抑制S~(2-)产生的原理、效能与影响因素、硝酸盐的消耗规律、硝酸盐对微生物群落的影响等4个方面,综述了应用硝酸盐控制S~(2-)的研究进展,并根据研究成果和目前存在的问题提出未来的研究方向。     

餐厨垃圾厌氧产沼气及沼气异位生物提纯通气比分析

为提高沼气中CH_4的含量,对餐厨垃圾采用高固态厌氧发酵,并利用嗜氢产甲烷菌的代谢作用,在外源通入H_2的情况下对沼气进行异位生物提纯,并分析了耦联反应中的气体组分。结果表明:厌氧发酵产生的沼气中CH_4浓度为52.4%,CO_2浓度为22.8%;经过生物提纯,CH_4提高了36.3%,而CO_2下降了42.1%;在生物提纯相,H_2全部消耗,但仍有13.2%的CO_2剩余。进一步研究了提纯阶段的最适通气比例(H_2∶CO_2),分析了反应过程中的CH_4产率,气体组分,H_2转化率和挥发性脂肪酸(VFA)。结果表明:H_2和CO_2比例为5∶1是沼气提纯的最佳通气比例,该条件下CH_4产率、CH_4体积分数和H_2转化率最高,分别为693.7 mL·(L·d)~(-1)、69.4%和98.7%;将最佳通气比例应用到耦联实验中,CH_4体积分数达到96.1%,H_2和CO_2分别为0.3%和1.8%。通过分析可知,当H_2和CO_2通气比为5∶1时,厌氧发酵产生的沼气经生物提纯后,可达到生物甲烷的品质。     

常温常压下采空区遗煤对电厂烟气的吸附

采用自制的煤大样量吸附实验装置,对常温常压条件下将电厂烟气注入采空区封存的可行性进行了探讨,对常压条件下煤对双组分N_2/CO_2气体的竞争吸附性进行了研究,并通过理论计算得出煤的结构单元—苯环与N_2、CO_2分子的相互作用能。常温常压下,单组分气体吸附实验得出煤对CO2的吸附量为0.5~1.1 cm~3/g,对N2的吸附量为0.03~0.25 cm~3/g,即煤对CO_2的吸附量远大于N_2的吸附量。煤对CO_2/N_2双组份气体竞争吸附实验得出,混合气体的存在促进了煤对2种气体的吸附,使吸附量均有所增加,即煤吸附电厂烟气的量远大于煤对N_2与CO_2的吸附量。通过理论计算,得出苯环与N2分子的相互作用能为-2.93 k J/mol,与CO_2分子的相互作用能为-26.50 k J/mol,由此可以得出煤吸附CO_2的能力强于吸附N2的能力。这与常压下煤吸附CO_2及N_2实验数据相吻合。     

中国排污权交易的法制建设探讨——以浙江省为例

分析了浙江省排污权交易试点工作中存在的问题,探讨了美国、欧盟等国家和地区的排污权交易法制建设对中国的启示,对国家、地方2个层面进行了排污权交易法制建设的构想。最后,对浙江省排污权交易的法制建设进行了具体设计,并对排污权交易的法制建设提出了可操作性建议。     

北京市交通干道空气中CO_2和δ~(13)C变化及来源分析

采用离轴积分腔输出光谱技术分析了夏季和冬季北京市四环路空气中CO_2浓度和δ13C值变化特征。结果表明,四环路上车流量大,夏季和冬季均超过15万辆/d,06:00—10:00和15:00—19:00车行缓慢,平均车速小于25 km/h,车道占有率超过60%。机动车排放出大量的CO_2,导致四环路的空气中CO_2浓度呈双峰曲线日变化和δ~(13)C值呈双波谷曲线日变化。同位素定量区分结果显示,四环路空气中CO_2主要来源于机动车尾气排放,夏季和冬季均在52%以上。逐步回归分析表明,平均车速和车道占有率是影响四环路上CO_2浓度和δ13C值的主要因子。06:00—10:00和15:00—19:00来源于汽车尾气的CO_2比例比整个白天来源于汽车尾气的CO_2比例高出6个百分点以上,表明车行缓慢显著增加了CO_2的排放。     

温度对离子液体支撑膜捕集CO_2的影响

传统CO_2的捕集方法存在设备投资大、环境污染严重、再生能耗高等缺点,利用新型绿色工质离子液体负载于聚偏氟乙烯上制备离子液体支撑膜可以较好地解决该问题。在压力为0.2 MPa、流量为50 m L·min-1、温度在298～318 K范围内变化时,测定了CO_2在1-乙基-3甲基咪唑双三氟磺酰亚胺盐([Emim][Tf_2N])和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim][AC])2种离子液体支撑膜中的渗透系数、溶解度和扩散系数,采用Van’t Hoff方程对溶解度数据进行关联、Arrhenius方程对渗透和扩散系数的数据进行关联。实验结果表明,CO_2在2种离子液体支撑膜中的渗透和扩散系数随着温度的升高而增大,溶解度随着温度的升高而降低。[Emim][Tf_2N]离子液体支撑膜对CO_2的捕集性能优于[Emim][AC]支撑膜,CO_2在[Emim][Tf2N]支撑膜中的溶解度最大值为0.447,在[Emim][AC]离子液体支撑膜中的最大溶解度为0.253,由此可确定离子液体支撑膜分离CO_2的最佳工作温度,为其在工业应用中奠定良好的基础。     

采空区煤层封存CO_2影响因素分析

为考察不同物理化学环境对采空区煤层封存电厂烟气中CO_2的影响,利用自行研制的煤大样量吸附装置,对常温常压条件下吸附体系中N_2、SO_2、H_2O及pH影响CO_2吸附的规律进行了实验研究。结果表明,改变物理化学环境可使CO_2的吸附量发生变化,由于吸附亲和性差异和竞争吸附作用,N_2使CO_2的吸附量降低1.4%~2.1%,SO_2气体使CO_2吸附量降低2.3%~3.3%,煤中水分使CO_2吸附量降低2.8%~3.7%;通过对煤样进行酸洗和碱洗处理发现,pH增大或减小后煤样对CO_2的吸附量可增加1.5%~3.8%,并且pH减小时煤样对CO_2的吸附量明显大于pH增大时煤样对CO_2的吸附量。这一结果为增大CO_2气体的封存量提供理论依据。     

保护臭氧层与抑制气候变暖共存亡

<正>国家主席习近平于11月29日抵达法国首都巴黎,应法兰西共和国总统奥朗德和气候变化巴黎大会主席法比尤斯邀请,出席气候变化巴黎大会开幕活动。据《联合国气候变化框架公约》所明确的"共同但有区别的责任"原则,作为发展中国家的中国目前不具有强制减排义务。但作为有责任的大国,中国在节能减排上已经开展了一系列自主工程,成效初显,有目共睹。今年6月,中国正式向联合国提交了2020年后应对气候变化的"国家自主决定贡献":CO_2排放2030年左右达到峰值并争取尽早实现,单位国内生产总值CO_2排放比2005     

污水集输管道系统中有害气体释放与解决对策

建筑物内用水器具后至污水处理厂为整个污水集输管道系统,包括建筑排水立管、化粪池、地下重力流管道3部分,通常分为建筑小区排水和市政排水2大系统。污水集输管道系统普遍关注的问题是臭味扩散、管道腐蚀和爆炸事故,这些问题均与管道中气流组织密切相关。为有效缓解管道系统气体危害性,采用系统分析的方法,从整个污水集输管道系统角度出发,分别探讨了3部分气体运动状况与流动特点,以及3部分管道之间气体流动的相互联系,提出了解决污水管道系统有害气体问题的新思路,并对未来有害气体控制相关研究方向进行展望。     

加强对外经济贸易的环境监管

分析了对外经济贸易环境监管中存在的问题,并在WTO和国际环境协议的背景下,提出加强对外经济贸易环境监管的对策建议.     

不同种类金属离子改性椰壳活性炭吸附分离CO2/CH4的研究

分别用碱金属(K)、碱土金属(Ca、Mg)和重金属(Fe、Cu、Ag)对椰壳活性炭(AC)进行改性,对改性前后AC的理化性质及其对CO_2/CH_4的吸附分离效果进行了综合对比分析。结果表明,经金属离子改性后AC的比表面积、总孔体积和微孔体积下降,中孔体积变大;AC改性前后主要官能团基本相同,除Ag~+改性AC中出现了Ag的衍射峰外,其余的物相结构基本没有改变。经金属离子改性后,AC对CO_2的吸附量增大,这与负载的金属增加了AC的表面极性密切相关;而对CH_4的吸附则大体低于原AC。改性AC对CO_2/CH_4混合气的分离效果均优于原AC,其中以K~+改性效果最优。金属离子改性AC对CO_2吸附能力和对CO_2/CH_4混合气分离效果的优劣程度大体为:碱金属改性AC碱土金属改性AC重金属改性AC。     

利用活性氧分子消除污水中的COD

采用强电场电离放电制取高浓度的活性氧分子O_2~+和O_3,这些活性氧分子与污水中水反应生成羟基自由基OH,可快速把污水中COD降解成无害的CO_2、H_2O,污水中COD浓度从132 mg/L降至22.6mg/L,COD的去除率达到82.9%,达到回用水质量标准(≤50 mg/L),该方法有助于解决目前污水回用存在的问题。