二氧化碳的減排與資源化利用

前言

伴隨著高溫、洪澇、干旱等災(zāi)害性天氣的出現(xiàn)，節(jié)能減排被提到了前所未有的高度，因為這關(guān)系到氣候變化；關(guān)系到經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變；關(guān)系到我們民族發(fā)展的未來。 CO2是人類活動中排放量最大的溫室氣體。因此，在滿足日益增加的社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活需要的能源消費的同時，又使大氣中CO2濃度保持在一個可以接受的水平，這是一項十分困難而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，必須全球協(xié)作共同努力去實現(xiàn)這一戰(zhàn)略性目標(biāo)。為此，可從三個方面入手：一是兌現(xiàn)《京都議定書》上規(guī)定的承諾；二是改變能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和人民生活方式，提高能源利用效率，開發(fā)非礦產(chǎn)、可再生能源，進一步控制人口數(shù)量；三是建立有效的適合各種場所分離回收CO2的一整套創(chuàng)新技術(shù)，CO2封存技術(shù)，固定源和流動源減排CO2工藝技術(shù)和利用CO2作為碳資源循環(huán)加以利用，可使地球在因CO2引發(fā)生態(tài)環(huán)境危機到來之前制止這種災(zāi)難的發(fā)生。減排CO2工藝技術(shù)將為社會、經(jīng)濟和生態(tài)的持續(xù)發(fā)展找到一條唯一可供選擇的最佳途徑。 有鑒于此，我們編著了這本《二氧化碳的減排與資源化利用》。全書共分7章。第1章概括性地對CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)機理以及發(fā)展趨勢進行了分析；指出CO2濃度的上升呈指數(shù)函數(shù)增加，對全球氣候和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大的深遠的負面影響，《京都議定書》的生效給我國帶來挑戰(zhàn)和機遇。粗放型的經(jīng)濟增長模式導(dǎo)致我國CO2減排壓力日益增加，必須發(fā)展新型高效的CO2分離回收技術(shù)、CO2封存技術(shù)、固定源和流動源的減排CO2工藝技術(shù)，提高能效和新型能源技術(shù)等，為此介紹了國內(nèi)外二氧化碳的處置現(xiàn)狀。第2章詳細介紹了二氧化碳的幾種分離技術(shù)。第3章針對中國幾種主要排放源的特點，詳細介紹了其減排二氧化碳的措施。第4章詳細講述了幾種二氧化碳封存技術(shù)的研究現(xiàn)狀及存在的風(fēng)險。第5章詳細介紹了包括生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能、海洋能等的可再生能源技術(shù)對我國未來二氧化碳減排的貢獻，指出大力推廣應(yīng)用可再生能源是我國實施二氧化碳減排的一個重要方向。第6章講述了二氧化碳的主要應(yīng)用領(lǐng)域，為實現(xiàn)二氧化碳的資源化利用提供了依據(jù)。第7章針對目前中國經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，提出了實施二氧化碳減排時應(yīng)采用的相應(yīng)措施與對策。 本書由南京工業(yè)大學(xué)朱躍釗、廖傳華、王重慶和朱廷風(fēng)編著，全書由廖傳華統(tǒng)稿。在編寫過程中，南京工業(yè)大學(xué)黃振仁教授給予了熱情的關(guān)心和支持，并提出了許多寶貴的建議，在此深表感謝。 特別感謝南京工業(yè)大學(xué)學(xué)科基金對本書編著工作的支持與資助。

內(nèi)容概要

本書概括性地介紹了CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)機理以及隨著大氣中CO2濃度呈指數(shù)上升對全球氣候和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負面影響；詳細闡述了新型高效的CO2分離回收技術(shù)、CO2封存技術(shù)、固定源和流動源的減排CO2工藝技術(shù)，提高能效和新型能源技術(shù)等；隨后針對我國的具體情況闡述了二氧化碳減排的具體措施和綜合利用途徑。 　　本書適合化工、發(fā)電、冶金行業(yè)的科技工作者，節(jié)能減排工作管理者以及相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

第1章　概述　1.1　溫室效應(yīng)對生態(tài)環(huán)境的負面影響及發(fā)展趨勢　　1.1.1　溫室效應(yīng)　　1.1.2　溫室效應(yīng)對生態(tài)環(huán)境的負面影響　　1.1.3　溫室氣體增長的態(tài)勢　1.2　《京都議定書》帶來的挑戰(zhàn)和機遇　　1.2.1　《京都議定書》　　1.2.2　減排機制　　1.2.3　控制溫室氣體的國際動態(tài)　　1.2.4　面臨《京都議定書》的挑戰(zhàn)與機遇　1.3　中國的能源利用與溫室氣體排放　1.4　聯(lián)合履約的經(jīng)濟和環(huán)境效益　1.5　二氧化碳的處置現(xiàn)狀　　1.5.1　生物技術(shù)　　1.5.2　能源革新　　1.5.3　二氧化碳的收集　　1.5.4　二氧化碳的地質(zhì)儲存　　1.5.5　二氧化碳的海洋儲存　　1.5.6　二氧化碳處置的安全性　參考文獻第2章　二氧化碳的分離方法　2.1　液相吸收法　　2.1.1　物理吸收法　　2.1.2　化學(xué)吸收法　　2.1.3　物理化學(xué)吸收法　2.2　變壓吸附法　　2.2.1　吸附的類型及其應(yīng)用　　2.2.2　變壓吸附的基本原理和工藝過程　　2.2.3　變壓吸附二氧化碳的裝置流程和適用條件　　2.2.4　應(yīng)用實例　　2.2.5　變壓吸附二氧化碳的工藝特點　2.3　化學(xué)循環(huán)燃燒　　2.3.1　化學(xué)循環(huán)燃燒工藝　　2.3.2　載氧體　2.4　空氣分離/煙氣再循環(huán)法　　2.4.1　空氣分離/煙氣再循環(huán)技術(shù)的提出　　2.4.2　空氣分離/煙氣再循環(huán)技術(shù)特點　　2.4.3　尚待解決的問題　2.5　膜分離法　　2.5.1　膜法分離二氧化碳的原理及其工藝流程　　2.5.2　膜材料　　2.5.3　膜材料的改性　　2.5.4　國外酸性氣體二氧化碳分離膜的研究　　2.5.5　國內(nèi)酸性氣體二氧化碳分離膜的研究　　2.5.6　膜組件　　2.5.7　氣體膜分離技術(shù)分離酸性氣體二氧化碳的發(fā)展前景　2.6　低溫液化分離法　　2.6.1　低溫液化分離二氧化碳流程　　2.6.2　兩種流程的性能比較　2.7　新型可回收煙道氣二氧化碳的能源系統(tǒng)　　2.7.1　天然氣和煙氣三重整反應(yīng)原理　　2.7.2　新型可回收煙道氣二氧化碳的多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)　　2.7.3　新型可回收二氧化碳的多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)的初步分析　　2.7.4　尚需解決的關(guān)鍵性科學(xué)問題　參考文獻第3章　主要排放源的二氧化碳減排第4章　二氧化碳的封存第5章　可再生能源技術(shù)對我國未來二氧化碳減排的貢獻第6章　二氧化碳的資源化利用第7章　減排二氧化碳的建議與對策

章節(jié)摘錄

插圖：《京都議定書》規(guī)定了靈活的履行方式，其中重要的是市場運作的“聯(lián)合履約”、“清潔發(fā)展機制”和“排放交易”三種機制：（1）“聯(lián)合履約”指允許承擔(dān)減排義務(wù)的國家在運作成本較低的另一個承擔(dān)減排義務(wù)的國家投資旨在減少二氧化碳排放的項目，并將此減排額返回投資國，用此抵扣其減排義務(wù)。此機制只適用于發(fā)達國家之間進行?！奥?lián)合履約”的概念是在氣候變化公約談判時，由挪威代表團將其作為降低全球溫室氣體減排成本的措施首次提出的。正如公約第四條第二款A(yù)所表示的，締約國同意開始商議聯(lián)合履約的措施。按其定義，聯(lián)合履約是一種雙邊安排，即一個國家的實體可以通過在其他國家實施低成本的減排項目，部分兌現(xiàn)其所承擔(dān)的溫室氣體減排義務(wù)。具體來說，聯(lián)合履約可為發(fā)達國家提供在發(fā)展中國家低成本實施溫室氣體減排活動的機會，而不是僅限于在本國內(nèi)履約。對聯(lián)合履約投資者來說，聯(lián)合履約是降低減排成本的有效措施，也是向國外進行投資的機會。對接受者來說，聯(lián)合履約是一個直接有益于地區(qū)及全球環(huán)境的活動，并有利于吸引外資，獲得非此不能得到的現(xiàn)代、清潔和高效的技術(shù)。國家間存在的碳減排費用差為實施聯(lián)合履約和建立世界范圍的碳減排貿(mào)易體系提供了基礎(chǔ)。聯(lián)合履約以及碳減排貿(mào)易體系可基于對締約國有約束力的二氧化碳排放目標(biāo)上，也可在不具備約束力目標(biāo)或國家目標(biāo)不確定或無法強制執(zhí)行的情況下進行。在這種情況下，碳減排國際貿(mào)易體系將有賴于建立碳抵消機制，也就是說，投資聯(lián)合履約項目的國家能得到抵消其溫室氣體排放目標(biāo)的信用。聯(lián)合履約與碳貿(mào)易的先決條件應(yīng)包括：①至少發(fā)達國家應(yīng)承擔(dān)有約束力的碳減排目標(biāo)；②參與國應(yīng)就碳減排信用達成共識；③國家間有明顯的減排費用差；④應(yīng)有可靠的核實及測定碳抵消的辦法。

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《二氧化碳的減排與資源化利用》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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