二氧化碳的利用教学讲义.pptxVIP

二氧化碳 资源利用; 100 年前大气中的二氧化碳有80 %来自动物、植物的呼吸作用，20%来自燃料的燃烧。 散布在大气中，75%被河流、湖泊、海洋，及降雨吸收，溶解于水中；5%被植物光合作用吸收而约有不到1／3的二氧化碳却“去向不明”。作为全球变化的前沿课题，近年来，这一著名的“二氧化碳去向不明”之谜强烈地吸引着各国科学家进行研究。; 近几十年来，随着工业的快速发展，需要使用大量的煤、石油、天然气等，但是其燃烧产生的二氧化碳远远超过了过去自然产生的二氧化碳，再加上人类对森林的乱砍滥伐，被植物吸收转换的二氧化碳量大大减少，此外陆地上水体面积总在进一步的缩小，对二氧化碳的调节能力又进一步减弱，使大气中的二氧化碳含量逐年增加，地表温度又逐渐增加。; 人类活动要为全球暖化现象负90％的责任，全球暖化现象主要归因于人类使用化石燃料，排放了大量的二氧化碳等温室气体，造成了温室效应。近年来，随着工业的快速发展，绿色植被减少，越来越多的化石燃料的燃烧导致大气中二氧化碳含量逐年增加。; 1995年，我国CO 排放量已达3．01×10 t，占全球排放总量的13．6％ ，居世界第2位，但国内对工业废气中CO 2回收利用的研究工作起步较晚，工业化利用技术与国外相比尚有一定差距? 。; 过量的 CO2 排放以及相应的气候变化问题已经成为了目前迫切需要解决的重大国际问题，通过合理的途径实现CO2的资源化利用无疑是解决这一问题的绝佳途径之一。 因此，通过化学、生物等方法将 CO2 转化成为更具附加值的能源、化工原料和精细化学品就成为了目前科学工作的热点方向，受到了来自多方面的关注。; 减少大气中二氧化碳的方法有 （1）减排，主要路线首先是从源头上减排，即通过调整产业、经济、能源结构，鼓励低排放、低能耗企业的建设，对高能耗的企业实行技术改造； （2）大力发展节能技术，提高能源利用率；寻找新能源；增强公民意识，改变生活方式等； （3）对迫不得已排放的CO2通过回收分离、捕获贮存、资源化利用等技术减少或消除其排放。;一、二氧化碳的捕集;1. 吸收法 ??括物理吸收和化学吸收。物理吸收是指利用那些对CO2具有较大溶解度的有机溶剂做吸收剂，通过对CO2的加压让其溶解到该溶剂内，再通过减压让CO2释放出来，通过这样的交替方式完成CO2的捕获分离。;2.吸附法 通过吸附剂在一定条件下对CO2进行选择性吸附，再将CO2解析分离的方法。常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅胶、分子筛等。 按照改变的条件，吸附法又可分为：变电吸附(ESA)、变压吸附(PSA)、变温吸附(TSA)等。其中以变压吸附法发展较为迅速，目前在化肥、化工工业中获得了广泛应用。;3 、化学循环燃烧法 化学循环燃烧是一种更容易从烟道气中分离CO2的新方法。镍氧化物催化剂一直被广泛应用于甲烷的化学循环燃烧，对镍氧化物，反应原理可表示为： CH4+4 NiO =CO2+2 H2O +4 Ni 4 Ni+2 O2=4 NiO; 化学循环燃烧法的经济性要依靠大量可以无数次循环再生的有活性的氧化物载氧体，控制载氧体的磨损和惰性是该技术成功的关键。由于其经济性好，化学循环燃烧法作为从烟道气中捕集分离CO 2的新方法前景看好。; 在400 ℃下，镍氧化物在甲烷中很容易还原到镍 。 用x射线衍射研究了金属氧化物在 烷中的还原量，经x射线衍射其相变化，发现镍氧化物和掺有杂质锂的镍氧化物很容易还原到镍，但是其他氧化物的还原比较困难。; 4.膜分离法 又称分子筛法，利用不同的聚合材料对不同的气体具有不同的渗透率，将CO2从锅炉尾部烟气中分离出来的方法。其最大优点在于投资少，结构简单，操作方便。工业上常见的分离CO2的膜有醋酸纤维膜、乙基纤维素膜、聚苯醚等。这些膜对于CO2现出良好的渗透性。; 随着高分子材料科学的不断发展，膜分离技术将不断完善，成为CO2的捕获分离的又一重要手段。同时我国已经掌握了碳捕集、分离与净化技术，在二氧化碳综合利用领域的技术与世界先进水平相当，这些都为我国实现二氧化碳资源化利用和规模化利用、减少二氧化碳排放提供了有力的技术支撑。; （1） 、选择性膜能够通过分子大小或化学亲和力的差异从气流中分离出CO2。研究者对基于无机材料(如沸石、氧化铝、活性炭和硅石等)的CO2 选择性膜进行了大量研究。结果表明，无机膜的选择性、渗透性和化学稳定性是膜成功应用于分离烟道气或燃料气CO2的前提，活性炭作为CO 2分离膜材料的潜能还很大。; （2）、 聚合膜一直成功地应用于从