中国水泥工业CO2排放现状及减排对策

水泥工业是中国制造业中温室气体CO2的主要排放源,因此,根据水泥生产的基本原理和工艺特点,建立了CO2排放的数学模型并确定排放强度,计算了2001—2010年中国水泥工业CO2的排放量,分析了影响CO2排放量的主要因素及其发展趋势,并提出水泥工业CO2减排对策.结果表明,中国水泥工业CO2排放总量逐年增长,与水泥产量和单位产品原料、燃料消耗定额呈线性关系;在CO2排放总量中,原料煅烧和燃料燃烧阶段的排放量分别占49%和51%;"十一五"期间单位水泥产品CO2排放强度由0.69t.t-1下降到0.65t.t-1.万元GDPCO2排放量呈下降趋势,2008年达到最低值为0.3054t,平均每年万元GDPCO2排放量下降10.69%,说明水泥工业10年间实施节能降耗、资源循环利用、提高经济效益等措施对于减少CO2排放具有明显效果.     

福建省CO2排放及减排潜力分析

基于2010年福建省CO2排放量,对人均CO2排放量和万元产值CO2排放量的区域分布格局及其成因进行了分析,并依据2000—2010年CO2排放量和经济发展数据,建立了福建省CO2排放量随人均GDP变化的环境学习曲线,据此分析了2005—2010年6个时段CO2减排潜力变化及其空间分布。结果表明:经济发展水平越高的地区,万元产值CO2排放的负荷越小,万元产值CO2减排的潜力也越小;反之,经济发展水平越低的地区,万元产值CO2排放的负荷越大,万元产值CO2减排的潜力也越大。     

水生植物生物能在苏州市CO2减排中的作用

苏州市的CO2排放量在逐年上升,CO2减排工作任务艰巨。开发无污染的新能源替代化石燃料是CO2减排的一种思路。苏州作为一个江南水乡城市,水资源丰富,水生植物生长旺盛。主要探讨了水生植物(包括藻类和水葫芦)生物能在苏州市CO2减排中的作用。通过粗略估算,藻类和水葫芦产生的年生物能(折算为标准煤)1 200.35万t,大约占苏州年总能耗的四分之一,即可以减少大约四分之一的CO2排放。因此,水生植物生物能在苏州市CO2减排中具有重要的作用。     

O2/CO2气氛下氮反应机理的研究

选取CH4、O2、CO2、Ar、NO、NH3，等气体，作为混合气和煤粉一起送入一维沉降炉内，以模拟O2／CO2气氛下煤中燃料氮、循环NO以及二者的相互作用对NO排放的影响，结果显示，在还原性气氛下NH3、HCN、CH4、CO与循环NO间的反应是NO排放下降的主要因素，且煤焦与NO的异相反应、吸附反应对NO的降解效果要明显高于氧化性气氛，同时，CO2体积分数的增加使得燃料中氮的氧化率升高，循环NO的降解率下降；氧化性气氛下随CO2体积分数的增加，燃料中氮的氧化率也增加，但循环NO的降解率升高．当CO2体积分数不变时，其对NO降解的作用随循环NO体积分数的增加愈加明显，在循环NO也不变且CO2体积分数较低时，随过量空气系数的增加，循环NO的降解率下降，而CO2体积分数较高时则出现相反情况。     

粉煤灰对烟气中CO2的吸收特性及矿物相演变机理研究

粉煤灰矿化CO₂是一种极具前景的减少燃煤电厂CO₂排放的技术.然而,目前还缺乏从矿物学角度对碳酸化反应机理的详细认识.本研究选取了3种粉煤灰开展碳酸化实验和矿物学研究,考察碳酸化过程中温度对碳酸化能力及粉煤灰矿物学变化的影响.结果表明,在任一温度下,BJ粉煤灰的碳酸化率均高于YA和LY粉煤灰,这是由于BJ粉煤灰中硬石膏、钙铁石和无定形相等活性矿物相含量较高,LY粉煤灰缺少高活性的钙、镁结晶相.对YA粉煤灰而言,升高温度可显著提高透辉石、尖晶石、黑钙铁矿和方镁石的转化率.在碳酸化YA粉煤灰中同时检测出碳酸钙和碳酸镁/铁,说明除含钙相其他活性元素(Mg和Fe)也参与了碳酸化过程.因此,需要对每个粉煤灰原始材料的矿物学和操作温度进行具体的个案优化,以最大限度地提高固定CO₂能力和碳酸化率.结果还表明温度对不同晶型碳酸钙的形成具有重要作用.方解石在低温(40和80℃)下形成,而文石在高温(180和220℃)下形成.     

中国发展非粮燃料乙醇减排CO2的潜力评估

科学地评估中国发展非粮燃料乙醇减排CO₂的潜力对于制定应对气候变化措施和燃料乙醇发展政策具有重要的现实意义。论文提出了基于占地属性的燃料乙醇原料划分方法,并指出低质宜耕边际性土地与农作物副产品资源可作为占地型原料的种植空间和非占地型原料的来源。随后,构建了燃料乙醇替代的CO₂减排潜力的评估模型,并对2015年和2030年中国发展非粮乙醇的减排潜力进行了评估。评估结果表明,在2015和2030年我国非粮燃料乙醇可产生1 094.7×10⁴ t和4 902.7×10⁴ t的CO₂减排潜力,且形成以非占地型原料乙醇为主的减排结构。从减排潜力空间分布上看,我国在2015年和2030年将分别呈现出以微度、低度减排区为主和极高、高度减排区为主、"∏"型的空间结构。     

NaOH修饰Ru/TiO2对CO2活化及甲烷化性能研究

采用溶胶-凝胶法合成NaOH修饰的Ru-TiO₂催化剂(Ru/NaOH-TiO₂),在对其详细结构表征后将其应用于CO₂甲烷化反应.活性测试结果显示,以Ru/NaOH-TiO₂催化剂进行CO₂甲烷化反应,在7 h反应时间内生成300.8μmol CH4,其产量相较于Ru/TiO₂提高了30.2%.CO₂-TPD、H2-TPR.FTIR等测试结果证实NaOH修饰能提高催化剂对CO₂的吸附和活化,从而有效提高其催化CO₂甲烷化效率.这一研究工作为提供高效CO₂转化催化剂提供了理论基础.     

低碳城市的CO2与PM2.5减排协同效应分析

将基于卫星遥感数据的CO₂与PM_2.5纳入统一研究框架,运用多期双重差分等方法,在城市尺度上分析评估2007～2019年中国低碳城市政策对CO₂减排与PM_2.5污染控制的协同效应及其影响机制.研究发现:低碳城市CO₂与PM_2.5减排的协同效应十分显著,低碳政策使试点城市的CO₂排放量和大气PM_2.5浓度分别下降3.2%和0.74%,且结论在一系列稳健性检验后依然成立.机制分析表明,改善公共交通环境是低碳城市建设实现协同效应的最主要途径.低碳城市政策的协同效应存在地区差异,经济发展水平高、产业结构水平高的城市以及非资源型城市的协同效应更为显著.对此,应充分发挥协同效应,进一步加快低碳城市建设,实现CO₂和PM_2.5等大气污染物协同治理.     

中国钢铁行业CO2减排技术及成本研究

钢铁行业是我国主要的能源消费及CO₂排放行业,推动钢铁行业低碳绿色发展已成为实现我国碳达峰、碳中和的重要环节。为此,研究围绕能源结构调整、工艺结构优化、节能减排技术推广和CCUS技术应用4方面,通过设置基础情景、稳定发展情景和强化减排情景3类情景,利用边际减排成本曲线对我国钢铁行业34项减排技术的减排成本和减排潜力进行分析。结果表明:在稳定发展情景下,我国钢铁行业平均减排成本为433元/tCO₂,所有技术的总减排成本为2100亿元,总减排潜力为4.9亿t。在各项减排技术中,废铁-电弧炉炼钢具有较高的减排经济效益,其以较低的单位减排成本贡献了钢铁行业近50%的碳减排量。未来,我国应加快推进长流程炼钢向短流程炼钢的发展,推动钢铁行业生产工艺的结构性调整。     

东莞市低碳路径下加速电气化对CO2和污染物协同减排影响

城市是能源消耗的中心,电气化可以整合城市能源结构,实现清洁能源高效利用,探究城市低碳路径下加速电气化的协同减排影响对实现城市减污降碳至关重要.基于长期能源替代规划模型(LEAP-DG),设置了基准情景、低碳情景和加速电气化情景等3类情景,评估电气化措施在不同电力结构下的减排潜力,量化重点部门的措施贡献,探讨广东省典型制造业城市东莞的协同减排效果.结果表明,电力结构优化促进了电气化措施的协同减排效果,低碳路径下加速电气化将进一步降低电力污染物排放强度,2050年,东莞市CO₂、 NO_x、 VOC和CO减排7.35×10⁶、 1.28×10⁴、 1.62×10⁴和8.13×10⁴ t, SO₂和PM_2.5消费侧减排量和生产侧增排量达到平衡.电气化渗透速率和电力结构优化协调发展是电气化措施实现减排效益的关键,工业和交通部门加速电气化将同时降低CO₂和大气污染物排放,交通部门得益于燃油车和电动车的高...     

以粉煤灰为原料制备低温CO2吸附剂的工艺参数优化

利用高铝粉煤灰预脱硅液作为载体原料,通过使用胺基化合物对载体改性制备低温CO_2吸附剂.应用6 sigma中的工具,对制备工艺进行优化,得到理想的吸附剂,并对吸附剂样品进行表征.结果表明制备的CO_2吸附剂表现出良好的CO_2吸附性能.此类CO_2吸附剂具有吸附容量高(160 mg·g~(-1))、吸附速率快、对设备腐蚀低、成本低廉等特点,是一种极具工业应用潜力的CO_2吸附剂.     

山东省水泥行业CO2排放情景与减排效果分析

为了评估山东省水泥行业的CO2减排潜力,利用长期能源替代规划系统软件建立了LEAP-Shandong Cement模型,对山东省水泥行业的CO2排放量及相应的减排潜力进行了模拟评估.同时,在模型中运用情景分析方法,研究了基准情景、政策情景和技术情景下山东水泥行业2007～2020年的能源需求和CO2排放量以及相应的节能减排潜力.结果表明,到2020年,相对于基准情景,政策情景和技术情景下的减排潜力分别为8.5%和14.4%.因此,山东省水泥行业具有一定的减排潜力.实现减排主要依靠窑型的替代和相应技术的进步,其中,余热发电技术改进为近期的重点减排技术.总体而言,水泥行业减排兼具显著的环境、经济和社会效益.     

Influence of SO2 in incineration flue gas on the sequestration of CO2 by municipal solid waste incinerator fly ash

The influence of CO2 content and presence of SO2 on the sequestration of CO2 by municipal solid waste incinerator(MSWI) fly ash was studied by investigating the carbonation reaction of MSWI fly ash with different combinations of simulated flue gas.The reaction between fly ash and 100% CO2 was relatively fast;the uptake of CO2 reached 87g CO2/kg ash,and the sequestered CO2 could be entirely released at high temperatures.When CO2 content was reduced to 12%,the reaction rate decreased;the uptake fell to 41g CO2/kg ash,and 70.7% of the sequestered CO2 could be released.With 12% CO2 in the presence of SO2,the reaction rate significantly decreased;the uptake was just 17g CO2/kg ash,and only 52.9% of the sequestered CO2 could be released.SO2 in the simulated gas restricted the ability of fly ash to sequester CO2 because it blocked the pores of the ash.     

焚烧飞灰水泥固化技术研究

对利用水泥固化技术处理城市垃圾焚烧飞灰的效果进行了实验研究,分析了焚烧飞灰的主要化学组成,考察了水洗预处理对飞灰组成及固化效果的影响,研究了不同水泥/飞灰配比下所制得固化块的机械性能和重金属浸出毒性结果表明,焚烧飞灰主要元素包括Cl、Ca、O、K、S、Na等,此外还含有一定量的重金属包括Zn、Pb、Cu、Cd和Cr等.经过水洗预处理,焚烧飞灰中的可溶性盐类大大减少,飞灰固化块的强度得到了一定的提高,重金属浸出毒性则有明显的降低,预处理飞灰所制固化试块在养护28d后其重金属浸出毒性都能达到相应的控制标准,其中重金属Pb浸出浓度比原灰所制固化块降低了11%(飞灰添加量20%)～59%(飞灰添加量80%);随着水泥添加量的增加,飞灰固化块的抗压强度也随之提高.添加60%水泥的固化块在养护28d时的抗压强度最高,达425 N·cm-2;预处理飞灰固化块有着较强的抵御环境变化能力,重金属浸出毒性在pH值1～13的范围内都比较稳定.     

CO2去除垃圾焚烧飞灰水洗液中Pb和Zn的工艺条件

为探明CO₂对飞灰水洗液中Pb和Zn的去除效果,研究了CO₂浓度、通入时间、流速以及体系反应温度和重金属离子初始浓度对Pb和Zn在水洗液中沉淀的影响.结果表明:水洗液中Pb和Zn的初始浓度越低,通入CO₂后Pb和Zn的残留率越低;增大CO₂浓度、延长通入时间、增大流速以及降低体系反应温度,均可有效降低Pb和Zn的残留率;CO₂沉淀处理在最佳工艺条件〔CO₂浓度为10%(φ)、通入时间为80 s、流速为2 mL/min以及体系反应温度为40~50 ℃〕下,Pb和Zn的残留率分别降至3%和0.1%以下.      

中国水泥工业CO2产生机理及减排途径研究

根据水泥生产的基本原理和工艺特点,推导出煤燃烧和石灰质原料煅烧时CO2排放因子分别为2.38 t·t-1和0.527 t·t-1;采用水泥工业CO2排放数学模型计算2001-2008年中国水泥工业CO2排放量,并分析了不同的生产技术水平和产品品种结构对CO2,排放量的影响.结果表明:中国水泥工业CO2排放量与单位产品的...     

负载量对氨水吸收CO2的影响规律及添加剂的作用研究

进行了氨法脱碳过程中吸收剂中CO2负载量对CO2脱除率影响的实验研究.结果发现,CO2脱除率随着负载量的增大而显著减小,高负载量(≥0.4)时,增加吸收液中总氨质量分数(吸收液中所有包含氨分子和铵离子的物质,并统一换算成NH3的质量分数)并不能有效地提高CO2的脱除率.同时,分别对有机和无机添加剂进行筛选,选取哌嗪(P...     

用偏高岭石、铜矿尾砂、粉煤灰生产土聚水泥试验

以偏高岭石和固体废物铜矿尾砂、粉煤灰为基料,以氢氧化钠、水玻璃等作为激发剂,在室温条件下制备土聚水泥。通过正交试验,研究不同基料配比、激发剂、外加剂的不同加入量等因素对试条抗压强度的影响,并确定最优配方;同时通过SEM观察了土聚水泥的形貌并研究了土壤聚合的反应机理。结果表明:其最佳配方中铜矿尾砂、粉煤灰的质量比之和接近60%,7天抗压强度比标号为P.O42.5的水泥高5%;该土聚水泥呈层状结构,缝隙较小,结构紧密。