CO2处理工艺及设备——程惠亭

CO2处理工艺及设备技术管理部程惠亭

目录

排放面临的现状

1.CO

2

2.地球上的碳循环

3.挑战和对策

4.CO

处理技术

2

5.CO

基本应用

2

6.CO

制造和加工

2

I.CO

2

排放面临的现状

1. CO

2

对环境的污染

–在过去的100年中，全球气温升高了0.3～0.6℃。

–政府间气候变化专门委员会（IPCC）第三次报告中指出，尽50年的气候变暖主要是向空气中排放温室气体引起的。

–温室气体中，CO

2占60%。IPCC推算，按现在的排放速度，本世纪中叶

CO

2的浓度将要翻一番。这将导致全球气温再升高1.5～4.5℃。海平

面上升0.25～0.5m。

2. CO

2

典型排放

–CO

2

排放中，化石燃料电厂约占30～40%

–甲醇：

生产1吨甲醇排二氧化碳2.8吨左右；

1吨甲醇从煤开始作为燃料完全燃烧：1×1.5×44/12=5.5吨–发电：1000度电排放二氧化碳：

日本：0.418吨；

德国：0.497吨；

美国：0.625吨；

中国：0.752吨（传说中有的高达0.9吨）；

II.地球上的碳循环

动物工业矿物燃烧

石油、煤碳酸盐等矿物天然气CO

2气田

植物地面

天空

地下雨雪

地表水

III.挑战和对策

1.挑战

1)地球的C循环不平衡，向大气层积累在加剧，这一切是人类活动引起的；

2)能源需求是第一大罪魁祸首（煤和油）；

3)物质资料需求是第二大罪魁祸首（煤和油化工）；

4)只能减缓，无法阻止；

2. 对策

•紧迫的措施是减少和放缓积累进程：燃眉之急，利益困惑；

•长远的对策是消耗大气中的积累，希望在于是植物吸收：道路漫漫，阻力重重；

•微不足道的减少途径是利用、转化、地下存储；

•必须立即制止的是CO2气田开采，利用现有的CO2；

1.把它压入地下，获得间接效益

二氧化碳捕获与地质封存技术（CCS ）。

IV.CO 2处理技术（1）-地下储藏

4种方式：

1)二氧化碳驱石油

2)二氧化碳驱替煤层气

3)天然气田封存

4)和含水层封存

3个阶段：

1)提纯二氧化碳

2)二氧化碳压缩运

3)二氧化碳注入地下

IV.CO 2处理技术（1）-地下储藏

3个问题：

1)技术：有大量的理论和实验工作有待深入

2)成本：$30-60/T

3)安全：地质结构不稳定、地震等造成的泄漏

1.把它压入地下，获得间接效益

二氧化碳捕获与地质封存技术（CCS ）。

IV.CO

处理技术（2）-地下储藏

2

2.把它转化为石头

用矿物碳化方法永久封存二氧化碳早已为人们所知，但几乎没有进行过实验，如今，这个方法成为冰岛和阿曼研究的主要课题。冰岛雷克雅未克的试点项目中，科学家们将首次把二氧化碳饱和水溶液注入地下１，300多英尺处的玄武岩层，希望通过化学反应将二氧化碳转化为岩石。

来自冰岛、法国和美国的科学家们将把电站排出的二氧化碳注入地下1,300英尺的岩层

IV.CO

处理技术（2）-地下储藏

2

2.把它转化为石头

几个问题

•矿化速度慢。玄武岩产生化学反应形成碳酸钙的速度，在实验室条件下，矿化在四至六周内开始，并在六个月内产生全面的化学反应。•泄漏。经过压缩的二氧化碳注入已经充满水的地质层。为了使其产生矿化，气体必须先溶入水中。这段时间的泄漏问题

•技术问题。能否事先把二氧化碳做成饱和溶液然后再注入地下？

•安全问题。

•成本问题。

IV.CO

处理技术（2）-地下储藏

2

部分标志性工作

1.美国能源部开启了其具有里程碑式的大型碳封存实验项目，项目花费将高达8400

万美金，预计到2012年，将往地下6500英尺深处封存100万吨二氧化碳，用以测试地质封存的安全性和经济性。如果实验获得成功，未来美国几个州的碳封存能力就高达1000亿吨。

2.我国（武汉）早在2003年和2006年相继展开了深部煤层封存和油气田封存的研究。

今年元月，以李小春为首的研究团队参与了对二氧化碳进行含水层封存的技术研究，该项目被列为国家863计划和中国科学院重要方向性研究计划。

3.2008年日本将首次展开大规模地下封存二氧化碳的实验，将火力发电厂排放的二

氧化碳封存于海底的废弃天然瓦斯田内。日本地球环境产业技术研究机构指出，日本若能充分利用地下和海底，理论上最多可封存约1500亿吨二氧化碳，相当于日本一百年以上的排放量。

4.Recopol计划（欧洲）（将二氧化碳气体存入波兰煤矿井项目），该计划有8个国

家的科技人员和企业参加，欧盟投资170万欧元，希望它成为欧洲存储二氧化碳气体的样板项目。

V.CO

基本应用

2

1.石油采矿业。向油井下注射一吨CO2液体，可增产原油3-5吨。

2.机器铸造业。CO2是添加剂。

3.金属治炼业。特别是优质钢、不锈钢、有色金属，CO2是质量稳定剂。

4.陶瓷塘瓷业。CO2是固定剂。

5.生物制药。

6.饮料啤酒业。CO2是消食开胃的添加剂，

7.做酵母母粉。CO2是促效剂。

8.消防事业。CO2是灭火剂。

9.制造干冰。

10.农业。大棚蔬菜为什么要施用CO2增长剂。

11.有机合成。聚碳。

遗憾：这些应用不到CO

总排放量的1%

2