二氧化碳产品碳足迹计算及减排策略

二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术作为实现净零目标的关键技术,捕集和液化是整个CCUS产业链碳排放较多的过程之一,研究和量化其在该过程的碳排放量对未来CCUS技术的改进和推广有重要意义。以醇胺吸收法和压缩液化为例,选取实际企业运行数据,提出计算工业液体二氧化碳产品全生命周期碳足迹的计算方法,结果表明,每吨工业液体二氧化碳产品碳足迹为0.697 5 t,蒸汽使用是其主要碳排放源,占65.8%。根据产品碳足迹的构成,提出通过优化升级胺液、使用节能工艺设备和新能源耦合等减排措施,减少工业液体二氧化碳全生命周期碳足迹。     

新形势下石油公司二氧化碳减排策略的变化

在《巴黎协定》正式生效的前后,很多大石油公司积极表态将为气候变化采取行动。本文分析了主要的国际大石油公司采取的减排思路,总结了这些公司提出的二氧化碳减排策略和具体做法。文中指出石油公司对于二氧化碳减排都很慎重,既要选择能产生实质减排效果的途径,又要尽可能降低对主营业务的影响。因此在业务发展战略与减排战略之间寻找连接和平衡,突出多元化的二氧化碳减排途径,把重点聚焦在进一步加强节能降耗、有选择地发展低碳能源、推进二氧化碳的捕获和综合利用等方面。分析结果认为,首先,这些措施不仅能实现自身业务运营过程中的减排,还能通过提供清洁低碳能源、产品和服务推动社会相关部门以及消费者实现间接减排;其次,实施多样化的减排策略组合可以降低风险;第三,将应对气候变化与企业长远发展的顶层战略相结合,加快技术创新,是降低减排成本、实现减排效果的关键。     

城市排水系统的碳排放特征与减排策略综述

在当前国家“碳达峰”政策全面布局、深入推进的背景下,城市排水系统的碳排放问题仍然是系统性盲点,其当量规模与大尺度区域分布突出了对长效管控的迫切需求。文章从全球碳排放水平、碳源及影响因素3个方面描述城市排水系统碳排放特征,进而从直接排放、间接排放和碳捕集利用3个角度提出城市排水系统减排措施,以推进城市排水系统“碳中和”研究,助力城市“碳中和”。     

燃烧后二氧化碳捕集技术与应用进展

二氧化碳是主要的温室气体之一，其大量排放已对全球的气候环境造成严重影响，迫切需要开发经济有效的碳捕集技术。目前，碳捕集技术主要有吸收分离法、吸附分离法、膜分离法和低温分离法。首先，介绍了碳捕集技术的发展现状、应用研究进展和未来发展趋势；总结了国内外碳捕集示范项目；重点对比了各碳捕集技术的优势与缺点，同时强调了捕集技术面临的困难与挑战；指出目前主要的碳捕集技术均难以独立实现高效、节能、经济的碳捕集分离，需针对不同的应用场景，选择适合的分离技术，并提出了适用分离场景的应用建议；最后，简要介绍了混合捕集技术的研究成果，提出混合捕集技术可能是一种突破单一捕集技术瓶颈的可行方法。     

碳中和目标下石油与化学工业绿色低碳发展路径分析

石油与化工行业是高耗能、高污染、高碳排的“三高”行业,在碳达峰、碳中和的目标下,促进石油与化学工业和生态环境的协调可持续发展成为亟需解决的热点问题。本文从国家层面和企业层面总结典型国家及其石油与化学工业面对“双碳”目标采取的措施行动,对乙烯、成品油等石油与化工产品不同生产路径的能耗及二氧化碳排放情况进行比较分析,概述中国的区域能源分布特点、各省份的石油与化学工业产值及二氧化碳排放情况,明确提出作为碳排放的大户,石油与化工行业有可能在“十四五”期间被纳入全国碳市场。文中指出石油与化工行业必须在借鉴发达国家先进碳减排经验的基础上,立足本国国情,综合考虑本国的能源分布情况和石油与化工产品生产的能耗及二氧化碳排放情况,建构清洁低碳、节能高效的工艺流程体系,促进石油与化学工业的高质量发展。石油与化学工业二氧化碳减排的核心是区域能源结构的调整和工艺流程的优化,并以此为前提建设绿色集成化工园区,辅之以可再生能源如风能、太阳能等的综合利用,研发碳捕集、利用与封存技术进行碳固定。还提出值得注意的是,由于其他温室气体如甲烷等的减排已经提上日程,我国也应加快相关技术储备。     

新型干法水泥窑捕集纯化(减排)二氧化碳探讨

介绍了全套外燃式旋窑高温煅烧碳酸盐矿物质生产工艺及装备的技术原理、技术组成、可应用领域及生产特点,以5000 t/d水泥熟料新型干法窑拟建年减排5万t CO2为例,给出了全套具体方案、相关参数及对水泥窑的影响;介绍了目前常规的CO2捕集纯化技术存在的问题、CO2产品的主要用途等.     

工业固废活化钾长石-CO2矿化提钾的生命周期碳排放与成本评价

利用工业固废活化非水溶性钾长石矿,矿化固定二氧化碳（CO₂）并提钾工艺,是同时处理工业固废、开发钾资源、减排CO₂等一举多得的CCUS路线。采用生命周期评价（LCA）方法,以生产含1 t K₂O的钾肥为功能单元,以传统的高炉冶炼钾长石制可溶性钾肥并联产白水泥工艺作为参照,对比评价了两种钾长石-工业固废体系矿化CO₂联产钾肥工艺过程的碳减排潜力和经济性。对工艺从原料开采、运输到产品生产的生命周期的温室气体排放量（简称“碳排放”）和成本进行了全流程的核算,研究了更全面的产品碳排放和成本分配方法。结果表明,无论是碳排放还是经济性,钾长石-工业固废体系矿化CO₂联产钾肥工艺均较传统工艺有很大提高,碳减排潜力分别可达81.16%和20.48%左右,成本可节约34.75%和45.11%左右。     

新型太阳能辅助碳捕集技术进展综述与性能比较

近年来,CO₂捕集技术正在从定向分离的单一过程向同步存储或利用的集成过程快速过渡。这种发展趋势也对太阳能辅助碳捕集的集成形式提出了更高的要求。本文综述了化学链燃烧、水合物法和热化学循环三种新型太阳能辅助碳捕集技术,从辅助方式、操作条件和性能等方面展开深入分析。围绕理想分离最小功和二次定律效率两个参数,对新技术和传统技术进行了性能评价和对比。结果说明了对于CO₂体积分数在5%～20%的混合气体,吸收法和热化学循环法的二次定律效率较高,发展较为成熟,而水合物法的分离最小功最小,理论上较易实现分离。新型太阳能辅助碳捕集技术可促进碳产品的生产,为全球碳循环的搭建完成了重要的一环。     

电厂和碳捕集装置同步集成与调度优化研究

由于全球碳排放量持续增加所引发的环境问题日益严重,发展低碳技术迫在眉睫。在化石燃料发电厂的尾端加入碳捕集装置能够有效减少燃煤电厂的碳足迹,达成减排指标。然而,碳捕集装置的高设备成本以及运行所附带的效率惩罚和经济惩罚阻碍了其与电厂装置的集成与部署。为了在满足碳减排量的同时有效提高电厂和碳捕集装置的总体效益,建立了一个基于数学规划的系统优化设计与调度方法,将发电厂与一个增加烟气旁路和溶剂储罐的碳捕集装置进行集成,并在电厂蒸汽动力循环部分引入分级透平,旨在考虑电价波动的情况下,充分利用碳捕集装置的操作灵活性与蒸汽透平分级做功的优势,对集成系统进行调度优化。最后,通过算例验证了模型的可靠性与有效性,分析归纳了电厂与碳捕集装置协同调度的主要特性与规律。     

煤制甲醇装置中二氧化碳的捕集与利用

在目前全球对环境问题越来越重视的今天,二氧化碳的捕集和利用技术也越来越受到重视.然而煤化工行业是碳排放大户,如何减少煤化工企业对碳的排放,对于我们抑制全球变暖有着重要的意义。阐述了利用减压闪蒸法从低温甲醇洗装置中回收二氧化碳和利用醇胺吸收法从热电装置回收二氧化碳的两种方法。并对目前二氧化碳在焊接保护气,辅助采油,采煤层气以及合成碳酸二甲酯方面的应用做了简要的介绍。提出可以利用回收的二氧化碳就地转化合成碳酸二甲酯,延长煤制甲醇企业的产业链的想法。     

基于能量集成的CO2减排量的确定

能源活动引起的排放占CO2排放量的绝大多数。因此,对企业的能量系统进行集成,不仅可以提高能源的利用效率,也可以减少CO2的排放。本文给出了由于节能所引起的CO2减排量的计算方法,并以某石化公司对苯二甲酸装置的能量集成项目为工程实例,计算出能量集成形成的CO2减排量。计算结果表明能量集成对CO2减排有显著的作用。     

胺法脱碳系统再生能耗

胺法脱碳系统最大的缺陷是再生能耗高,流程参数优化是降低再生能耗的有效途径。为了解再生操作参数对再生能耗的影响,通过再生塔实验台对醇胺吸收剂在不同再生工艺参数下的再生特性进行实验研究。实验内容包括富液CO₂担载量、富液进料温度、再沸器温度、再生压强及胺的种类因素对再生能耗及再生速率的影响,并分析了显热、潜热的变化规律。应用Aspen Plus 基于速率模型对再生过程进行了模拟研究。研究结果表明:提高富液CO₂担载量和富液进料温度能有效降低再生能耗。增大再沸器温度及再生压强反而增大再生能耗。一乙醇胺(MEA)再生能耗较高,混入甲基二乙醇胺(MDEA)能够显著降低能耗。提高富液CO₂担载量和再沸器的温度可以加快CO₂再生速率。     

催化反应技术在滨海电厂的CO2资源化利用和海洋防污领域的应用

二氧化碳（CO₂）减排和海洋生物污损防治是滨海火电厂亟待解决的重大课题。近年来,CO₂固体吸附材料及新能源催化反应技术的快速发展,推动了碳捕集与利用技术（CCU）的实用化进程。在燃煤火电厂原有的基础上增加碳捕集与利用技术,将其改造成碳捕集与CO₂资源化电厂,有望从根本上实现CO₂减排的目标,是火电企业未来发展的方向。另外,洁净能源驱动的催化反应技术也已延伸至海洋生物污损防治领域,并取得了积极的成效。本文综述了固体CO₂吸附材料研发的新进展,重点介绍了金属有机框架（MOF）材料结构改性和功能化修饰对提高CO₂选择性吸附性能等方面的研究成果,并基于滨海火电厂的生产实况和能源资源优势,分析、总结了热催化、光/电催化反应技术在CO₂资源化利用及生物污损防治等方面的研究现状和存在的问题,提出并论证了利用光触媒涂层阻断或抑制海洋生物黏附与生长的污损防护策略及其在具体场景中应用的可行性。最后从环保和实用化的角度对滨海电厂在CO₂减排和生物污损防治技术方面的发展趋势进行了展望。     

焦炉煤气综合利用及CO_2减排潜力分析"

焦炉煤气是我国特有的能源和化工原料气,我国每年副产大量的焦炉气,其综合利用对于焦化企业的节能减排具有重要意义。本文综述了目前我国焦炉煤气的各种综合利用方式,包括焦炉气制甲醇、发电、制天然气等。结合焦化企业现场调研采样分析了焦炉气的典型组成、缺省碳含量及燃烧利用碳氧化因子。结果表明我国焦炉气的缺省碳含量明显低于政府间气候变化专业委员会(IPCC)的缺省值,焦炉气燃烧利用的碳氧化因子为1。同时分析了焦炉气综合利用对CO_2减排的贡献及潜力,指出我国富余焦炉煤气的综合利用,尤其是制化学品等对于节能减排潜力巨大。     

Strategies for CO2 capture from different CO2 emission sources by vacuum swing adsorption technology☆

Different VSA(Vacuum Swing Adsorption) cycles and process schemes have been evaluated to find suitable process configurations for effectively separating CO2 from flue gases from different industrial sectors. The cycles were studied using an adsorption simulator developed in our research group, which has been successfully used to predict experimental results over several years. Commercial zeolite APGIII and granular activated carbon were used as the adsorbents. Three-bed VSA cycles with- and without-product purge and 2-stage VSA systems have been investigated. It was found that for a feed gas containing 15% CO2(representing flue gas from power plants), high CO2 purities and recoveries could be obtained using a three-bed zeolite APGIII VSA unit for one stage capture, but with more stringent conditions such as deeper vacuum pressures of 1–3 k Pa. 2-stage VSA process operated in series allowed us to use simple process steps and operate at more realistic vacuum pressures. With a vacuum pressure of 10 k Pa, final CO2 purity of 95.3% with a recovery of 98.2% were obtained at specific power consumption of 0.55 MJ·(kg CO2)-1from feed gas containing15% CO2. These numbers compare very well with those obtained from a single stage process operating at1 k Pa vacuum pressure. The feed CO2 concentration was very influential in determining the desorption pressure necessary to achieve high separation efficiency. For feed gases containing N 30% CO2, a singlestage VSA capture process operating at moderate vacuum pressure and without a product purge, can achieve very high product purities and recoveries.     

可再生能源驱动的生物催化固定CO2的研究进展

工业发展带来了经济效益的同时,伴随着化石燃料的日益枯竭和CO₂的大量排放,加剧了温室效应,出现了全球变暖的问题。我国在倡导节能减排的同时,大力发展CO₂固定技术,将大气中丰富的CO₂转化为可以供人们利用的化工原料、燃料甚至更高附加值产品,不仅能够保护环境,同时还可提高经济效益。当前全球可再生能源规模的不断扩大缓解了传统能源消耗的压力,同时可再生能源可以为固定CO₂提供可持续的、清洁的驱动能量,并且随着分子生物学的发展,生物法固碳技术越发成熟,同时较其他固定CO₂方法而言,生物法固碳具有条件温和、选择性高、产品多样等优势,因此利用可再生能源耦合生物催化进行CO₂的固定逐渐成为了这一领域的研究重点。本文总结了近年来生物催化与电化学、光化学反应耦合固定CO₂的研究,包括光、电催化与酶催化偶联以及光、电催化与全细胞催化偶联对CO₂的利用,简述了其耦合催化原理与研究进展,并总结了目前研究需要突破的关键技术及提高CO     

二氧化碳减排及利用的现状及发展

化石燃料的燃烧是人类排放CO2的主要来源。对近几年新兴的CO2减排及利用技术进行了总结和分析,并重点介绍了一种新型CO2减排技术——基于循环载氧体的化学链燃烧技术。化学连燃烧通过不同品位能的梯级利用,具有比传统燃烧方式更高的能源利用效率,而且在CO2富集、污染物协同控制方面具有优越性。     

二氧化碳捕集技术及应用分析

分析了CO2捕集技术及现状。CO2捕集是CCS的关键技术单元之一,针对不同的CO2气源,国内外研究开发了多种技术。许多CO2捕集技术已经工业化,其中燃烧后烟气中CO2的捕集技术主要是以一乙醇胺(MEA)为基础的胺法;燃烧前的CO2捕集技术主要应用于IGCC电厂,一般需要对煤气中CO进行部分变换,变换后脱碳可采用成熟技术,如Selexol(NHD)等。富氧燃烧则是在中试成功的基础上,进行更大规模的工业示范。国内外大型煤制油化工项目主要采用低温甲醇洗脱除CO2,如果设置CO2产品塔,则可以获得体积分数98%以上的CO2。天然气脱碳主要采用MDEA技术。另外还有低温法、PSA、膜分离等CO2捕集技术及化学链燃烧等一些正在研发的技术。