二氧化碳的储存与利用.docVIP

二氧化碳的储存与利用 摘要：气体产品作为现代工业重要的基础原料，主要用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、玻 璃、建材、建筑、食品、机械、医疗等领域，具有重要的战略地位。国外一般与供电、供水一样，作为投资环境的基础设施，列为公用事业行业。作为国民经济的基础行业，是工业的 “血液”。 近年来，随着国民经济的快速发展，我国的气体行业发展迅速，气体产品市场不断扩大， 气体工业年增长率达12%。目前全国气体产品市场年销售额约为250亿元，到2002年将达到280亿元。气体行业对新技术的应用以及大型先进设备的引进，使国内很多大型机组达到了 国际先进水平；变压吸附气体分离技术、膜分离技术的广泛推广应用，充分体现了我国工业气体行业正逐步走向成熟。 CO2化学自20世纪80年代以来已引起世界各国特别是工业发达国家的普遍关注。据统 计，全世界各种矿物燃料（煤、石油、天然气）燃烧排放到大气中的CO2量达到185～242亿吨／年，而其利用尚／不足1亿吨／年。CO2的大量排放，不仅造成资源严担浪费，而且 作为一种主要的温室效应气体，引起的环境公害举世瞩目，美国、英国和德国都研究制定了 队排放制度，日本则加快了CO2综合利用方面的研究，计划用10a时间建立起以CO2为化工 原料的独立工业体系。我国随着工业发展，CO2的排放量也在逐步上升，1986年已达532.3 × 106t，占世界排放量的10%，排在第三位，因此加快CO2的研究已显得日益必要和迫切。 二氧化碳, 实现与大气隔绝、永久埋存的过程。当前可行的储存方案有: 地质储存、海洋储存、森林和陆地生态储存。森林和陆地生态储存是最理想的廉价储存方式, 但需要很大的森林面积吸收所排放的二氧化碳, 所以不可能成为主要的储存方式。海洋储存目前尚处于探索阶段。地质储存需要渗透性好的岩石地层, 用来为气体储存提供空间, 这些地层必须由岩石密封, 岩石对二氧化碳来说是不可渗透的。二氧化碳地质储存主要有3 个方案: 废弃的油/ 气 储层储存、深盐水层储存和不可采煤层储存。与其他方案相比, 油储层是储存二氧化碳的一种很好的选择方案。油储层储存二氧化碳的容量由油被采出而腾空的孔隙空间以及位于油构造层下面的‘底层水’占有的孔隙空间构成。注入二氧化碳可以使残留在储层中的部分油采出来, 从而提高石油采收率。这种技术是通过将二氧化碳溶解在油中, 降低油的有效粘度, 从而使油更具移动性。因此, 储层中二氧化 碳的运移可以将油带到生产井。利用提高石油采收率的技术可将二氧化碳储存在含油岩层的孔隙中。天然气储层和油储层一样。然而, 虽然二氧化碳的注入能够有助于从气田再抽出一部分天然气, 但是所获收益比利用二氧化碳提高石油采收小, 所以只有当气田大面积废弃时一般才会考虑用于储存二氧化碳。深盐水层储存深盐水在储存容量上有着最大的潜力。因为深盐水层埋藏深和溶解的矿物质含量高, 可以用来储存二氧化碳。含水层有两种基本类型: 开放的和闭合的。闭合含水层有由地质褶皱或断层作用产生的分界线, 分界线相对减少了二氧化碳横向运移的可能性, 以及慢慢渗出进入可饮用水含水层或到达地面的可能性。从这一点来说, 利用闭合含水层是陆地上储存二氧化碳的优先选择方案, 但是闭合含水层的储存容量低于开放的含水层。开放的含水层是大面积平坦的或缓倾斜的含水岩层地质构造。因为含水层是开放的, 所以二氧化碳可以从旁路逸散, 但速度较慢。开放含水层的面积很大, 意味着二氧化碳将可以储存很多年。两种类型含水层中二氧化碳的固定都是指二氧化碳本身溶解在含水层残留的水中, 通过与矿物质反应形成固体化合物。世界上第一个商业规模的二氧化碳深盐水层储存项目始于1996 年。当时是一家威的能源公每年在挪威北海斯莱普内尔( Sleip ner) 天然气田将100 万t 二氧化碳注入北海海底约不可采煤层储存不可采煤层也可以储存二氧化碳, 因为二氧化碳可以取代原先被煤吸附的甲烷而优先被煤吸附,并置换出甲烷。通过在煤层中注入二氧化碳, 抽放解吸的甲烷, 可以大大提高煤层气产量, 从而得到经济上的收益。这种储存方法的一个关键要素是层的渗透性。另外, 二氧化碳的注入会引起煤的膨胀, 从而使渗透性更差。这些问题可以采用水力压裂来解决。目前这种方案尚处于研究阶段。 二氧化碳的用途 气体产品作为现代工业重要的基础原料，主要用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、玻 璃、建材、建筑、食品、机械、医疗等领域，具有重要的战略地位