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爱情d失控 2017-09-25 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《温室效应及CO2的排放与治理.docdoc》,可适用于综合领域,主题内容包含温室效应及CO的排放与治理doc温室效应及CO的排放与治理摘要:本文介绍了温室气体的类别以及当前二氧化碳的排放源并且讨论了二氧化碳的各类控制方法。关符等。

温室效应及CO的排放与治理doc温室效应及CO的排放与治理摘要:本文介绍了温室气体的类别以及当前二氧化碳的排放源并且讨论了二氧化碳的各类控制方法。关键字:温室气体二氧化碳控制引言:随着人们对环境问题的日益关注二氧化碳及其他一些温室气体日益受到关注而随着上次哥本哈根会议前曝光的一次学术造假事件二氧化碳是否会引起温室效应以及二氧化碳的排放问题再一次收到人们的强烈关注。各方的学者都有不同的见解。鉴于此我认为二氧化碳在大气中保持一定的比例是十分必要的因此控制二氧化碳的排放还是应当继续执行的。温室效应温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽(HO)、二氧化碳(CO)、氧化亚氮(NO)、甲烷(CH)和臭氧(O)是地球大气中主要的温室气体。温室气体之所以有温室效应是由于其本身有吸收红外线的能力。温室气体吸收红外的能力是由其本身分子结构所决定的。在分子中存在着非极性共价键和极性共价键。分子也分为极性分子和非极性分子。分子极性的强弱可以用偶极矩μ来表示。而只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收光谱则拥有偶极矩的分子就是红外活性的而Δμ=的分子振动不能产生红外振动吸收的则是非红外活性的。由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大因此在进行减量措施规划时一般都不将这两种气体纳入考虑。二氧化碳的排放关于二氧化碳到底是不是温室气体以及全球的气温是否在上升等问题的争论十分激烈。牛笛提供的物理证据显示,二氧化碳与温度的变化关系,只有从年到年是符合的。年到年,二氧化碳排放暴涨,全球却冷化年至今,二氧化碳继续稳定增长,全球温度却没有继续上升,反而略有下降。在人类几乎不产生二氧化碳排放的千年前,中国河南有象,山东有竹,气温比现在平均高度以上,冬季更高出度。中国近五千年来,经历了四个温暖期和四个寒冷期的交替变化。四个温暖期分别为:从仰韶文化到商朝后期(从公元前年到公元前年),春秋时期到西汉末年(公元前年至公元初年),唐朝和北宋前期(从公元年到年),元朝(至世纪)。每一个温暖期都是中国的大繁荣、大发展时期。并且表示碳排放与气候变暖之间并无科学有效的联系。另外的观点认为二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首。在联合国《气候变化框架公约》中把“大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气体成分”称为温室气体。大气中主要的温室气体有二氧化碳(CO)、甲烷(CH)、一氧化二氮(NO)、臭氧(O)和氟利昂类物质(CFCs)、水汽(HO)等。其中二氧化碳对温室效应的贡献最大。通过对他们提供的证据分析表明过去多年中全球地表温度平均上升了。而且有关气候模式模拟结果还说明本世纪内全球平均气温将以每年~的速率持续升高。这样的升温将给地球上各种类型的生态系统形成巨大威胁对人类生活也产生直接和间接的影响因此对全球变暖的趋势必须进行遏制。虽然对导致全球变暖的真正原因说法不一但是温室效应增强肯定是其中原因之一温室气体让太阳短波辐射自由通过同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有界认为二氧化碳最主要二氧化碳、甲烷、氟利昂、臭氧、氮氧化物和水蒸气等学术罪魁祸首。近几十年的观测研究表明大气中的温室气体浓度正在不断增加其中CO在大气中的浓度由工业化前的ppmv上升到了年的ppmv。近一个多世纪以来全球大气中CO浓度增长率大约为每年,。因此年月于日本京都召开的《联合国气候变化框架》公约缔约方第三次会议通过了旨在限制发达国家温室气体(主要为CO)排放量以拟制全球变暖的《京都议定书》。年月日~日在丹麦首都哥本哈根召开个国家的环境部长和其他官员们在哥本哈根召开联合国气候会议商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。二氧化碳的排放主要来自于资源能源密集型行业工业企业特别是钢铁产业。(国家发改委规定我国资源能源密集型行业包括钢铁业、水泥业、化学工业、交通运输业、居民生活和电力工业)消耗了大量的化石燃料排放出大量的温室气体(年国际钢铁协会(IISI)和国际能源署(IEA)发表声明认为世界钢铁企业所有碳排放中约,,有是由中国排放的。在农业中温室气体的排放主要来自畜牧业。据估计农业排放CH占人类活动造成的CH排放总量的NO占。另外一些地方的作物耕作习惯也会引起二氧化碳的排放增加如一些种植玉米的地方的农民喜欢在玉米收割完毕后将玉米植株的叶子在地理烧干净后再将其运走。此外有环保部的人士认为二氧化碳的排放主要来自于人的生活方式。这与人们普遍认为的二氧化碳的主要排放来源为工业的的观点有一些出入但这表明人们的生活方式所引起的二氧化碳的排放的量也是相当大的。人们日常的燃气做饭取暖农村中燃烧农作物秸秆沼气利用餐饮行业等都会造成二氧化碳的排放。二氧化碳控制对温室气体的控制需要通过多种技术的组合来解决。可以从以下几个方面进行:生态固碳近些年来,许多生态学家在致力于森林生态系统碳贮量研究,并取得了一些成果。自年起到年止我国工业碳排放总量达到亿吨而森林生态系统抵消了同期工业总排放的(,在未来年里如果面积不变仅仅改善林分结构增加密度我国森林还可以增加亿吨碳汇如果按照林业规划到年我国森林覆盖率达到(,我国的森林碳库可以再增加亿吨碳汇。这是中国科学院院士、北京大学教授方精云日前向国家林业局介绍的其在碳循环与森林作用方面的最新研究成果。不仅如此生态固碳还有十分良好的经济效益年湖北省森林生态系统固定二氧化碳价值为亿元年。有不少学者的研究证明,不同种类的植物及同一种植物的不同组织器官中碳含量是有差别的。梁宏温,罗宏,温远光等人的研究表明,巨尾桉植株的碳含量平均为,比马尾松()的低其中干皮和树叶的碳含量在两种林木之间差异极显著(p<)巨尾桉各器官碳含量序列表现为干材>枝>根>干皮>叶,马尾松的为干皮>叶>干材>枝>根。同种灌木或草本植物碳含量在两种林分之间的差异不显著(p>),而不同灌木之间或不同草本植物之间碳含量的差异则较大,表明物种特性对森林植被碳含量的影响更大。并表明巨尾桉人工林具有较强的固碳潜力,采取集约经营措施后可以有效提高森林植被的碳贮量。除森林生态系统外湿地生态系统也有较强的固碳能力。湿地是高碳汇生态系统适合高生物量草本植物生长特别是芦苇湿地是河湖湿地和沿海滩涂湿地的主要生态系统类型。毛志刚等对江苏盐城滨海湿地盐沼植被进行了调查研究而芦苇生物量高达thm。而且芦苇作为非粮作物且含有较高的纤维素含量具有开发纤维素生物质能的可能性。芦苇茎杆中的纤维素含量达~可以转化生产乙醇。t芦苇可生产L纯度的乙醇和L甲醇其能源替代性潜力十分可观。由此可见生态系统固碳是一种非常好的减少二氧化碳含量的途径。二氧化碳地址封存碳封存技术主要是将工业和相关能源产业所生产的CO分离出来再通过碳封存手段将其输送到一个封存地点并且长期与大气隔绝的一个过程被称之为碳封存。目前也将CO固化成无机碳酸盐和用于工业生产中列入碳封存技术。碳封存可阻止或显著减少CO向大气中排放封存CO是避免或减缓气候变化的有效途径。陆地封存CO的地质封存是将CO压缩液注入地下岩石构造中。目前CO的地质封存主要有种相对技术较成熟、可行的方案:将CO注入废弃的油田和气田在改进的石油气体回收系统中使用CO在深层盐沼池构造中注入CO在油气田中注入CO提高油气藏采收率(EOR)强化采油分为混相驱油和非混相驱油在提高煤层气采收率中使用CO(ECBM)。其中对于EOR的CO注入是一项成熟的市场技术但是当这项技术用于CO封存时其仅是在特定条件下经济可行将CO注入废弃的油、气田和在盐沼池构造中注入CO的技术在特定条件下经济可行CO注入用于提高煤层气采收率(ECBM)仍处于示范工程研究阶段。海洋封存利用海洋巨大碳封存潜力从工业或相关能源大排放点源中捕获的CO直接注入深海(深度在m以上)大部分CO在此与大气隔离。在实验室条件下试验得到液态的CO在MPa以上的压力下可以保持长期稳定。海洋封存有种潜在的实施途径:一种是经固定管道或移动船只将CO注入并溶解到水体中(以m以下最为典型)另一种则是经由固定的管道或者安装在深度m以下的海床上的沿海平台将其沉淀此处的CO比水更为密集预计将形成一个“湖”从而延缓CO分解在周围环境中。这里指的封存不涉及通过海洋肥化作用所产生的生物固碳CO注入海洋封存及其生态影响尚处于研究阶段需进一步完善。尤其在大面积海域和长期时间尺度上CO直接注入海洋对于海洋生态系统的慢性影响尚未深入研究。往深地质结构层中注入CO并封存在长时期内稳定存储不使其在地壳活动或人为因素而逸出到大气层对人体健康与安全的潜在危害诱发地震引起地面沉降或升高的风险以及对陆地和海洋生态系统的其它危害。海洋封存中无论是液态封存还是固态封存都存在CO挥发和溶解在海水中的问题可能会对海洋环境和海洋生物产生危害。而且CO还存在成本高能耗大投资回收期长法律法规的缺失等问题。二氧化碳的捕集和储存二氧化碳的捕集和储存是利用吸附、吸收、低温及膜系统等现已较为成熟的工艺技术将废气中的二氧化碳捕集下来并进行长期或永久性的储存。一般而言有三种基本的二氧化碳捕捉路线即燃烧后脱碳、燃烧前脱碳和富氧燃烧技术。燃烧前脱碳燃烧前脱碳:首先化石燃料与氧或空气发生反应产生由一氧化碳和氢气组成的混合气体。混合气体冷却后在催化转化器中与蒸汽发生反应使混合气体中的一氧化碳转化为二氧化碳并产生更多的氢气。最后将氢气从混合气中分离干燥的混合气中的二氧化碳含量可达,,,总压力,MPa。二氧化碳从混合气体中分离并被捕获和储存氢气被用作燃气联合循环的燃料送入燃气轮机进行燃气轮机与蒸汽轮机联合循环发电。缺点是投资成本较高并且该工艺对现有设备的兼容性较差不利于设备改造。富氧燃烧捕集富氧燃烧捕集是指燃料在氧气和二氧化碳的混合气体中燃烧燃烧产物主要是二氧化碳、水蒸汽以及少量其他成分经过冷却后二氧化碳含量在,,,。在富氧燃烧系统中由于二氧化碳浓度较高因此捕获分离的成本较低但是供给的富氧成本较高并且纯氧燃烧通常情况下燃烧器的温度比较难控制这对包括耐火材料在内等诸多指标要求更高。燃烧后脱碳燃烧后脱碳是从燃料燃烧后的烟气中分离二氧化碳。燃烧后捕获(PCC)省去了对目前现有燃烧燃烧后过程和设施的改造。二氧化碳的收集法主要有化学溶剂吸收法、吸附法、膜分离、深冷分离和微藻生物固定化等方法。燃烧后捕集CO的技术方案因其适用于现有燃煤电厂的改造被认为是短期内最具潜力的技术。吸收法吸收法主要应用于化学和石油工业的二氧化碳捕捉体系。物理吸收决定于吸收条件下的温度和压力高温低压有利于其吸收。气态如烟道气的化学吸收决定于其和溶剂的酸碱中和反应。脱碳常用溶剂为胺(例如乙醇胺一胺MEA)氨溶液聚乙二醇二甲醚低温甲醇洗(低温甲醇)氟化溶剂等。当前最好的收集法为化学溶剂胺吸收法翻。胺与二氧化碳发生化学反应后形成一种含二氧化碳的化合物。然后对溶剂加温化合物分解分离出溶剂和高纯度的二氧化碳。膜分离法膜分离法:膜用于气体分离是基于气体和膜之间不同的物理或化学作用即允许一个物质比另一种物质通过膜的速度更高。膜模块即可以用作为常规膜分离装置又可以用作为气体吸收塔。在前一情况下脱碳是通过二氧化碳和其他气体对膜的内在选择性的不同进行的而在后一种情况下脱碳是由通过膜对气体吸收进行的通常是多微孔、疏水性和非选择性的膜被用为固定的CO传输界面。这种气膜分离法是比较新的且选择性普遍偏低的而能源消耗高的分离方法。其他能效验证中国、澳大利亚、欧洲和北美洲的许多国家和地区已主动制定了节能标准以帮助减少二氧化碳的排放。能效认证是应对温室效应问题的有力手段之一。所谓的能效验证即要求产品制造商把产品能耗数据提交给负责执行能效法规的机构验证其是否符合相应的规定若符合然后由该机构授权其使用能效标志。对于制造商来说能效验证标志可以帮助其顺利进入市场并增加销售对于消费者来说他们可以更加简便地识别高能效的产品。发展新技术大力发展清洁能源如太阳能风能核能地热能等替代传统的化石燃料开发环境友好的产品创新技术使设备的能量利用效率提高优化建筑结构充分利用太阳光减少照明工具的使用废弃物减量以降低废弃物焚化、掩埋或其他物理化学处理程序之负荷。倡导低碳生活有环保部的人士认为二氧化碳的排放主要来自于人的生活方式。这与人们普遍认为的二氧化碳的主要排放来源为工业的的观点有一些出入但这表明人们的生活方式所引起的二氧化碳的排放的量也是相当大的。为此我们应当尽量改变高能耗的生活方式尽量回收废物并再利用使用节能设备减少私家车的使用出行使用公共交通工具等。有国外的学者曾做过一项实验:他让三名男士步行一公里的距离后在让其乘坐汽车行驶相同的距离。两者对比后发现步行的碳排放量较大。这与通常的看法相差较大可见低碳生活并不如想象中的那样简单。经济制度根据国内外研究和实践目前碳减排常用的经济手段主要包括以碳税(ImposeCarbonTax)为核心的价格管制工具和以碳排放权交易、联合履约及清洁发展机制(CDM)为内容的数量管制工具等四项。碳税根据新古典经济学的理论征收碳税是减少碳排放最具市场效率的经济措施也是成本有效的重要手段。目前有关碳税的讨论主要包括理论的探讨如何设定最优碳税税率及其对国内产业结构、能源结构、及经济成长的影响等方面。很多国家都承认碳税对碳减排的重要性包括丹麦、芬兰、荷兰、挪威、意大利和瑞典等而且都采取国家碳税模式。但从各国实施效果看只有挪威和瑞典的碳税制度才具有足够有效的刺激作用。碳汇国际碳汇贸易是一种“碳补偿”交易其基本原理是合同一方通过支付给另一方费用而获得温室气体减排额度。国际碳汇贸易是通过市场机制实现生态价值补偿的一种有效途径也是一种双赢合约发达国家通过“资金技术”在不改变生产模式前提下购买发展中国家的减排额度换取温室气体“排放权”。目前国际碳汇贸易问题已经成为可持续发展领域和国际贸易领域研究的前沿问题国际碳汇贸易主要发生在发达国家与发展中国家之间。牛笛碳排放与气候变暖的谎言J吉林省教育学院学报,,():李焰(环境科学导论(北京:中国电力出版社((韩颖中国钢铁工业二氧化碳排放研究J南京信息工程大学学报():汪开英黄丹丹畜牧业温室气体排放与减排技术J畜牧生态,,():李洪赵淑芳刘长岩靳志玲CO捕集技术的研究进展J天津化工():湖北省林业生态效益价值评估项目组湖北省林业生态效益价值评估J湖北林业科技,,():梁宏温罗宏温远光桉树林取代马尾松林对森林生态系统碳贮量的影响J,江西农业大学学报,():段晓男,王效科,逯非,等中国湿地生态系统固碳现状和潜力J生态学,,():毛志刚,王国祥,刘金娥,等盐城海滨湿地盐沼植被对土壤碳氮分布特征的影响J应用生态学报,,():相震碳封存发展及有待解决的问题研究J环境科技,,():李洪赵淑芳刘长岩靳志玲CO捕集技术的研究进展J天津化工():于荣宋宝华(二氧化碳捕集技术发展动态研究J中国环保产业(:(阿叶能效验证:应对温室效应的有力手段J家用电器():谭灵芝,王国友气候变化下的中国碳减排政策选择研究J河北经贸大学学报,,():伍楠林,中国开展森林碳汇贸易的实证研究J国际商务对外经济贸易大学学报,,():

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