狠狠躁日日躁夜夜躁2022麻豆,亚洲欧洲日产8x8x,天天玩天天射天天操动态图,中文字幕在线观看亚洲,91黄色在线观看,一级黄色毛片在线免费观看,久草精品在线播放

會員中心
加入VIP
微信

客服微信網(wǎng)站公眾號

　煤礦　化工　建筑
　機械　電力　冶金
　消防　交通　特種

　論壇　活動　視頻
　問答　投稿　 MSDS
　簽到　超市　招聘

導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 環(huán)境保護論文>>正文

低碳經(jīng)濟與化肥生產(chǎn)的CO2減排技術

文檔作者：沈華民文檔來源：中國化工學會化肥專業(yè)委員會		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月27日
下載地址：點擊這里	文件大小： 632.10 KB 共5頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

內(nèi)容預覽 [文件共5頁]

本文件共5頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?32.10 KB 共5頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

上一篇：反滲透工藝處理濃水節(jié)約水資源

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

第48卷第4期2010年8月化肥設計Chemical Fertilizer DesignAug．2010·7·低碳經(jīng)濟與化肥生產(chǎn)的C02減排技術沈華民(中國化工學會化肥專業(yè)委員會，上海200062)摘要：碳酸氫銨是我國50年前獨創(chuàng)的化肥品種。從熱力學角度論證了采用合成氨廠的NH，脫除火電廠煙氣中CO，制造碳酸氫銨的技術可能性；介紹了增加現(xiàn)代減排理念的尿素一碳銨聯(lián)合生產(chǎn)新工藝的基本思路和原則流程：研究了電廠煙氣制碳酸氫銨的原料配比、原始物料點、壓力、溫度和原則流程，結果表明：在化肥固碳新技術中，回收電廠煙氣中C02制造碳酸氫銨可列為首選方案。關鍵詞：碳酸氫銨；火電廠；煙氣；減排C02；工藝技術；可能性；研究中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1004—8901(2010)04—0007—08Technology Concerning Low Carbon Economics and C02 Exhaustion Reduction fromChemicai Fertilizer ProductionSHEN Hua．nfin(Chemical Fertilizer Specialty Committee，China Chemical Engineering Society，Shanghai 200062 China)Abstract：Ammonium bicarbonate was the chemical fertilizer kind self-innovated by China before 50 years．Author has proved the technical possibili—ty from view of thermodynamics that ammonium was produced using the C02 in the flue gas from power plant，which Was gotten by means of ammonia靜moral method in anlmonia synthesis plant；has introduced a new modem concept about reducing pollutant discharge i．e．basic thinking and principalprocess flow for newprocess of combinative production of urea with ammonium carbonate；has studied the formulating ratio of raw materials，original nlate·rial，pressure，temperature and principal processflow for making ammonium bicarbonate from flue gas of power plant．The result indicates that in the newtechnology of carbon fi】【jng of chemical fertilizer it can be listed in the fwst optional$chome that ammonium bicarbonate is inade of C02 recovered from theflue gas of the power plant．Key words：ammonium bicarbonate；thermal power plant；flue gas；reducing discharge of C02；process technology；possibility；study近年來，氣候變化是當前人類面臨的重要挑戰(zhàn)之一。然而，導致氣候變化并變暖的現(xiàn)象的原因是極為復雜的，是自然因素，還是人為因素的爭論始終沒有停止，但氣候變暖是由兩者共有的混合因素而造成的觀點已得到認同。為此，聯(lián)合國集中了數(shù)千名氣候科學研究者，在1990年之后的20年間，發(fā)布了4次全球氣候變化的評估文件報告。報告越來越表明，人類活動因素已成為氣候變暖的主要因素，其可能性已提高到90％，其余10％是自然波動因素。然而地球只有一個，為了拯救地球和人類自身，人類必須自覺減排CO：，只有這樣才能阻止大氣中CO，濃度進一步升高，防止氣候變暖現(xiàn)象的進一步加劇。這是人類經(jīng)過歷屆國際氣候會議研討后所達成的共識。1傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展模式人類活動主要是指工業(yè)生產(chǎn)中以碳基物質(zhì)(如石油、天然氣、煤)為原料提供能源或生產(chǎn)各類工業(yè)原料及日用產(chǎn)品。碳基物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如下。脯女·}量 (1)能源：C基物質(zhì)二=能源，包括電能、油能(汽油等)、蒸氣、煤氣等+CO：+三廢產(chǎn)物。(2)工業(yè)產(chǎn)品：C基物質(zhì)+空氣和H：0 ■堅堅化肥、塑料和其他制品+co：+三廢產(chǎn)物。由上述可見，人類利用地下碳基資源獲得能源并滿足社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程，稱為傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展模式。其弊端在于：排出的三廢物質(zhì)污染了人類生存環(huán)境；排出的c02等溫室氣體將陽光進入地球的部分熱量以及其他釋放的熱量截留于地球大氣層中，形成溫室效應。溫室效應能使地球平均溫度升高。研究得出，CO：等溫室氣體濃度越高，地球積聚的熱量亦越多，則地球平均溫度升高越快。作者簡介：沈華民(1940年一)，男，上海人，1964年畢業(yè)于華東化工學院，教授級高級工程師，研究生導師，長期從事尿素工藝技術的研究、開發(fā)和教學工作。萬方數(shù)據(jù)·8· 化肥設計 2010年第48卷在18世紀中葉以來的200多年工業(yè)化革命的進程中，西方發(fā)達國家是碳基資源的主要開采者和使用者，也是CO：等溫室氣體的主要排放者。資料表明，從1750年一1950年，在人類燃燒碳基石化燃料釋放出的CO：總量中，西方發(fā)達國家的CO：排放量為95％；從1950年到2000年的50年中西方發(fā)達國家的CO：排放量為77％；即使在近期，其仍占70％以上。因此，西方發(fā)達國家對地球的氣候變化負有不可推卸的主要責任。故而，按照20世紀90年代的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》以及1997年《京都認定書》確定的原則，西方發(fā)達國家應承擔明確的減排CO：的目標，發(fā)展中國家不承擔減排CO：的目標，但應負有減排義務。2009年底的《哥本哈根協(xié)議》確立了由發(fā)達國家和發(fā)展中國家共同承擔但有區(qū)別的責任原則，即發(fā)達國家實行強制減排，而發(fā)展中國家采取自主減排。2低碳經(jīng)濟發(fā)展模式世界各國政府正在積極發(fā)展的著眼于以減排為主線的新型低碳經(jīng)濟發(fā)展模式，是人類社會繼農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展模式和傳統(tǒng)的工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展模式之后的又一重大進步。傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展模式是以地下碳基資源的開發(fā)利用為主線的高碳經(jīng)濟發(fā)展模式，然而經(jīng)過數(shù)百年的開挖，碳基資源已面臨枯竭，而且自然生態(tài)環(huán)境的巨大破壞，特別是氣候變化變暖問題已威脅到人類的生存安全。人類必須在自身安全的基礎上繼續(xù)發(fā)展，必須由以碳基資源為主的高碳經(jīng)濟發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞冀?jīng)濟發(fā)展模式。綜合文獻報章資料，低碳經(jīng)濟發(fā)展模式大致分為新能源、低碳發(fā)展和節(jié)能減排、固碳技術幾方面，茲分述于下。2．1新能源能源產(chǎn)業(yè)是工業(yè)文明發(fā)展的基礎。工業(yè)社會的國民經(jīng)濟與能源息息相關，人民生活已經(jīng)離不開能源。傳統(tǒng)能源的原料以碳基資源為主，而碳基資源以生產(chǎn)能源為主，能源是碳基資源的重要組成部分。因此，改變傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展模式必須從新能源的開發(fā)人手。新能源包括水力能、太陽能、風能、核能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等。相對于傳統(tǒng)的碳基能源的不可再生性和高污染性而言，新能源多數(shù)為可再生的清潔能源，是綠色能源。目前，世界各國新能源的替代非常有限，上述新能源中的太陽能、風能等，因為受到生產(chǎn)成本、供電穩(wěn)定性、使用便利性等因素的影響，并不能成為能源消費主體，在總能源中比重很低。迄今為止，新能源仍以水力能和核能為主。2．1．1核能發(fā)電2．1．1．1核反應原理原子核，如鈾、钚、釷等的同位素，在受到其他粒子(如中子、質(zhì)子等)的轟擊時分裂成2個或多個質(zhì)量較輕且相近的原子核，同時釋放出巨大的能量。核反應式如下：癸u+jn—■；9xo+簍sr+20'n+217NeVo裂變時放出的第2代中子，繼續(xù)轟擊其他原子核，使核繼續(xù)發(fā)生裂變，這樣的裂變會持續(xù)不斷的迅速進行下去，所發(fā)生的反應稱為自持鏈式反應。如果對核反應不加以控制，就會發(fā)生原子爆炸。如果加入減速劑，如重水，使快中子轉(zhuǎn)變?yōu)槁凶?，以控制鏈式反應速度，將緩慢放出的巨大能量通過轉(zhuǎn)換成為電能，就是核能發(fā)電廠的原理。2．1．1．2核電站建造核電作為一種技術成熟、安全高效的清潔新能源，在20世紀中后葉有成功運行的技術和經(jīng)驗，其中法國國內(nèi)電力有77％依靠核能，我國也有幾座核電站，但依賴性小，僅1％左右。在應對氣候變化的大背景下，用核能發(fā)電部分替代傳統(tǒng)的碳基能源實現(xiàn)減排CO：氣體，無疑會受到各國政府的重視和青睞。世界上各國已形成建造核電站的高潮。據(jù)資料介紹，計劃擬建核電站總數(shù)已超過了300座，在建的約40座，其中埃及、尼日利亞、沙特、委內(nèi)瑞拉等國擬建第1座核電站。當然，作為新能源之一的核能，由于核電站建造時間長、成本高等因素，只能部分減輕人類對傳統(tǒng)的碳基能源的依賴，核能還不可能完全替代傳統(tǒng)能源來發(fā)展國民經(jīng)濟。2．1．2人造太陽人造太陽是正在研究的比較有前途的新能源之一。20世紀80年代中期，美、蘇、歐聯(lián)合實施的國際熱核實驗反應堆ITER計劃，亦稱人造太陽，受控熱核聚變實驗反應堆。2003年，中國和印、日、韓等國也加入其中。人造太陽的原理是利用原子結構發(fā)生變化釋放出巨大能量為能源。受控制的輕原子核聚合為較重原子核反應釋放出巨大核聚能。以海水中提煉出的氫的同位素氘(；D)和氚(；T)為原料，兩者相遇時，發(fā)生核聚變反應而生成氦原子核(：He)，并放出1個中子：n。該反應能在瞬間釋放出大于核裂變7倍的能量：：D+；T堅：He+jn+p萬方數(shù)據(jù)第4期 沈華民低碳經(jīng)濟與化肥生產(chǎn)的c0：減排技術 ·9·該計劃一旦成功，則可向人類提供既清潔、高效，又無放射性污染的人造太陽能。2．1．3太空發(fā)電廠地球每年接受的潔凈太陽能是全人類一次能源(以碳基能源為主)消耗的8 000～10 000倍。進入地球的太陽能通常受陰晴等因素影響而具有不連續(xù)性、不穩(wěn)性缺點而不易利用。太空是太陽永遠照耀的地方。美國提出利用地球同步軌道上衛(wèi)星安裝的太陽能電池板收集太陽能，并將其轉(zhuǎn)換成射頻能，以微波形式傳輸回地面接收站，然后再將射頻能轉(zhuǎn)換成電能。這樣就可以穩(wěn)定地將太空中太陽能源源不斷地連續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，從而克服了地球上太陽能的不連續(xù)性。2．2低碳發(fā)展和節(jié)能減排在新能源尚未取得突破性進展的情況下，人類還必須以碳基資源為主來發(fā)展經(jīng)濟。然而，人類已意識到傳統(tǒng)的高碳發(fā)展并不能有效地阻止氣候變化，現(xiàn)代發(fā)展觀已賦予了節(jié)能即是減排的新理念。經(jīng)濟發(fā)展和社會發(fā)展均應遵循這一理念，這就是低碳發(fā)展。2．2．1 工業(yè)產(chǎn)業(yè)的低碳發(fā)展工業(yè)產(chǎn)業(yè)的低碳發(fā)展是以高效率、低能耗、低污染、低排放為基礎的經(jīng)濟發(fā)展模式。我國十大振興產(chǎn)業(yè)(即鋼鐵、汽車、船舶、石化(化肥)、制造、紡織、輕工、有色金屬、物流、電子信息)以淘汰落后產(chǎn)能、節(jié)能增效、環(huán)保治污的發(fā)展模式與發(fā)展、節(jié)能、增效、減排的低碳發(fā)展理念是相一致的，互為融合的。2．2．2 人類生活的低碳理念低碳理念就是以實現(xiàn)減排CO：為目標的節(jié)能、節(jié)約、減少碳痕跡的理念，減少碳基資源的一、二次能源的耗用量即是減少碳痕跡。一次能源為火電廠的煤、油、天然氣等原料；二次能源為電能、各類動力(油制品、燃氣、煤氣、蒸汽等)。節(jié)約使用以碳基資源生產(chǎn)的工業(yè)制品，如塑料、化學纖維、化肥和其他制品，亦可減少碳痕跡。低碳生活理念包括以下幾方面。(1)低碳飲食。多食素，少吃肉。肉類制品由飼養(yǎng)的家畜家禽提供，它們排放的CO：及廢氣是污染環(huán)境的原因之一。因此，少吃肉只要無礙健康，于減排有利。(2)低碳衣物。節(jié)約物品，少買衣物即是減排。因為現(xiàn)在衣物離不開化纖，化纖以碳基資源石油為原料，含有碳痕跡。(3)低碳交通。出行以步行為佳，既健身又減排，碳痕跡最少，多乘公交、地鐵，少乘出租車和私家轎車。(4)低碳居家與辦公。節(jié)約水、電、煤氣和辦公用品，使用節(jié)能燈及其他節(jié)能、節(jié)水器具，隨手關燈、關電腦；空調(diào)溫度與室外溫差不宜過大等。2．3 固碳技術固碳技術是將碳基資源利用過程中排出的CO，或人和動物排出的CO：固定住，使CO：不排人大氣的技術。固碳技術是低碳經(jīng)濟發(fā)展模式中重要一環(huán)。因為人類發(fā)展即使到了新能源時代，還免不了使用碳基資源。況且人類自身的生命過程也有碳痕跡，在呼吸時也要排出CO：。由此可知，人口的增長也是減排問題之一，因此，固定二氧化碳技術是不可或缺的。2．3l植物固碳植物的光合作用是吸收大氣中CO：放出氧氣。牝A‘仁E日的過程：CO：+植物．二塑旦馬碳氫化合物+0：，大氣中的CO：因被固定而減少。植物森林已成為減少大氣中CO：濃度增長的重要手段；但是隨著全球人口的高速增長，要養(yǎng)活這些新增人口，需要更多的住宅，占用更多的耕地和工業(yè)用地，原有的全球樹林植物在不斷減少，根本不能滿足原有的固碳功能要求，因此退耕造林，全民植樹造林尤顯重要。據(jù)資料介紹，每人每年排出的CO：需要2棵樹木的光合作用才能吸收和補償。2．32深埋固碳深埋固碳是采用物理或化學吸收法，將碳基資源排放的CO：吸收后再解吸回收為純CO：氣體，在高壓下壓縮為液態(tài)，然后將其深埋于海洋或地下，從而達到固碳之目的。深埋同碳流程：碳基資源利用釋放的CO：吸收(物理或化學吸收劑)、解吸純C02』些!墼液態(tài)CO，一深埋。據(jù)報道，殼牌英荷公司煉油廠利用該技術將排出的CO：加壓液化后深埋于地下1 800 m處，這時的液化CO：仍保持液化狀態(tài)，并不氣化。另有報道，挪威、美國、日本已有深埋后的CO：再處理方法，液化的CO：在高壓和細菌作用下，CO：轉(zhuǎn)化為甲烷并放出氧氣重復使用。這種深埋細菌轉(zhuǎn)化的功能如同植物的光合作用，碳僅作為循環(huán)載體之用。2．33化肥固碳利用基礎化肥NH，與CO：反應的特性，將碳基資源利用過程中釋放出的CO：固定，并固化為化肥產(chǎn)品，從而達到減排CO：之目的。這是一個既可生萬方數(shù)據(jù)·10· 化肥設計 2010年第48卷產(chǎn)化肥又可達到減少CO，排放的善舉。氮肥生產(chǎn)中，通過CO：與NH，進行化學反應而生成的固態(tài)化肥產(chǎn)品有尿素和碳酸氫銨2種，反應式如下：尿素： 2NH，+CO，一NH，CONH2+H20碳酸氫銨： NHl+C02+H20—．+NH4HC03由尿素反應式可見，2份氨可以減排l份二氧化碳。從碳酸氫銨反應式可知，只需l份氨即能減排l份二氧化碳，其效率比生成尿素高1倍。由此可見，碳酸氫銨的固碳作用最為理想。尿素和碳酸氫銨不僅具有減排固碳作用，還是優(yōu)質(zhì)的化肥，其中的氮元素和碳元素都是農(nóng)作物的營養(yǎng)成分。當它們施于土壤中后，在水和微生物(酶類)作物下，分解為NH，和CO：，隨之被作物吸收，生成復雜的C—H—N—O類營養(yǎng)物，促進作物生長，同時還如同植物的光合作用一樣，排出多余的氧氣，完成碳循環(huán)。整個過程描述如下：碳基物質(zhì)排出的 co：+NH，』型竺堅尿素或碳銨型型幽衛(wèi)植物吸收+O：t。cO：有時與土壤中Mg、Ca結合，生成碳酸類化合物被固定，返回土壤。3尿素一碳銨聯(lián)合生產(chǎn)新工藝可能性研究本項目研究，以筆者1985年在中國化肥學會技術交流年會資料∽1中提出的“尿素一碳銨聯(lián)合生產(chǎn)新工藝”為基礎，又增添了現(xiàn)代減排理念。當時我國小型化肥裝置正面臨改造以生產(chǎn)單一碳銨為主的產(chǎn)品結構調(diào)整問題。3．1基本思路3．1．1氨碳平衡對于以天然氣和輕油為原料的化肥裝置，若氮肥產(chǎn)品為尿素，則由元素平衡式可知，其氨碳基本達到平衡。以輕油、氮氣、水為原料，既可得到化肥產(chǎn)品，又不排放CO：，是最好的匹配。 CH2+N2+2H20叫NH2CONH2+H20(1)對于以煤為原料的化肥裝置，若氮肥產(chǎn)品仍為尿素，則其氨碳元素并不平衡。以煤、空氣、水為原料，由于氨太少，CO：過剩，這些多余的CO：將排人大氣。1．769 23C+3H20+1．282 05(0．2102+0．78N2) 叫NH2CONH2+0．769 23C02+H20 (2)若以煤為原料生產(chǎn)碳銨，其元素平衡式如下：C+2．695 65H20+0．724 638(0．2102+0．78N2)一NH4HC03+0．130 435NH3從上式可看出，在生成碳銨的過程中，氨過剩13％。由此可以設想：采用尿素與碳銨聯(lián)合生產(chǎn)的方式，可以促進氨平衡和碳平衡，使化肥結構趨于合理，同時又可達到減排CO：之目的。3．1．2水平衡從水平衡角度來觀察，尿素的化學反應式為：2NH3+C02叫NH2CONH2+H20由上式可以看出，生成l份尿素必須放出1份水，亦即生成l t尿素有300 kg廢水需處理并排出系統(tǒng)，才能完成系統(tǒng)的正常運行，而且在待排除的尿素廢水中所含有效成分氨、尿素等物質(zhì)必須回收。因而必須設置l套廢水處理裝置回收有效組分氨、尿素，并將其返回系統(tǒng)，從而增加了裝置的設備投資與運行成本。我們不妨再看一下碳銨的生成反應式：NH3+C02+H20叫NH4HC03由上式可以看到，水是碳銨的原料之一，是否可使尿素的生成水作為碳銨原料水，以解決尿素生產(chǎn)中的水平衡問題。聯(lián)合以上2式可以得到：3NH3+2C02叫NH2CONH2+NH4HC03上式為尿素一碳銨聯(lián)合生產(chǎn)工藝的基本反應式，其基點是：以1／3的NH，生產(chǎn)碳銨，2／3的NH，生產(chǎn)尿素，從而解決以煤為原料的化肥生產(chǎn)中的氨平衡、碳平衡和水平衡問題。3．2原則流程尿素一碳銨聯(lián)產(chǎn)新工藝的原則流程見圖l。圖1尿素一碳銨聯(lián)產(chǎn)新工藝原則流程合成氨工段來的液氨和由變換氣部分脫碳再生而得到的CO：一起進入尿素合成塔，合成后的尿素甲銨熔融液減壓后進入過剩氨回收塔，回收合成液中過剩氨(此NH，返回尿素合成塔入口)后，進入低壓汽提塔。該塔汽提氣為部分脫碳后的變換氣，用汽提方法將尿素溶液中的未反應NH，和CO，解吸出來。低壓汽提塔的工作壓力與碳化塔相當。汽提后的氣體進入碳化主塔，汽提后的液相進入尿液加工系統(tǒng)，進而加工成尿素產(chǎn)品。尿液加工系統(tǒng)剩余的少量NH，和CO：與尿素反應生成的H：0一并進入碳化系統(tǒng)，作為碳化系統(tǒng)的洗滌水。洗滌后的溶液循環(huán)返回碳化主塔，與部分脫碳后的變換氣萬方數(shù)據(jù)第4期 沈華民低碳經(jīng)濟與化肥生產(chǎn)的CO：減排技術中CO：反應生成碳酸氫銨產(chǎn)品。3．3討論(1)尿素碳銨聯(lián)合生產(chǎn)新工藝是從我國國情提出的減排CO：新流程，用2／3的氨制尿素，1／3的氨生產(chǎn)碳銨，從而使以煤為原料的化肥生產(chǎn)的氨碳達到合理平衡。元素平衡式：1．76923C+3H，0+1．28205(0．2102+0．78N2)叫0．666 7NH2CONH2+0．667NH4HC03+0．435 93C02。二氧化碳由0．769 23下降為0．43593，起到減排CO：的作用，并且，簡化了尿素工藝，解決了尿素系統(tǒng)的廢水處理問題。本聯(lián)合工藝協(xié)調(diào)了尿素工藝和碳銨工藝，其不足之處得以相互補償，氨、碳、水三者都得到合理平衡。特別是在目前國際大背景下，開發(fā)本工藝還有應對氣候變化的獨特作用。(2)充分利用現(xiàn)成的成熟工藝和原有設備，使合成氨廠的碳銨和尿素有機地結合起來，且不相互牽制。由于充分利用舊設備及本工藝尿素工段的簡化，節(jié)省了總投資。根據(jù)20世紀80年代中期的估算：規(guī)模為2．5萬t／a合成氨廠只需投資500萬一600萬元，即可得到2．7萬t／a尿素和3．5萬t／a碳銨。同樣規(guī)模的合成氨廠，若改成傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法尿素裝置則需投資1 100萬一1 200萬元，即使以2／3的投資計算也需770萬～800萬元。(3)若進一步采用本工藝減排CO：，則可將尿素與碳銨的氨量之比改為l：1，元素平衡式如下：1．76923C+3H20+1．282 05(0．2102+0．78N2)——-+0．5NH2CONH2+NH4HC03—0．5H20+O．2圓23C02。二氧化碳摩爾質(zhì)量從單純生產(chǎn)尿素時的0．769 23降低到0．269 23。4 電廠煙氣制碳酸氫銨可能性研究4．1項目的確定20世紀末，為應對全球變暖而召開的國際會議簽訂的《京都認定書》，確立了全球各國均應致力于減排CO：的目標和義務，并要求西方發(fā)達國家明確承擔減排CO：的目標。在此情況下，中、美、日、俄等14國一致同意合作開發(fā)固碳技術，即將原來排至大氣層的CO：固定起來的新技術?；痣姀S是CO：排放大戶，因此固碳技術的首要目標對象是火電廠(以煤、油為燃料的發(fā)電廠)排出煙氣中的CO：。前已述及，從技術層面角度，固碳技術有2種方法，1種是物理化學吸收法，即將煙氣中的CO：吸收后再解吸為純CO：，在高壓下將其壓縮為液態(tài)，再深埋。另1種是化肥固碳方法是將CO，制成化肥。CO：是使基礎化肥液態(tài)NH，固化的最為有效的方法，可以制成尿素、碳酸氫銨，再將其制成緩釋肥料，N元素被作物吸收，CO：則與土壤中相關物質(zhì)Ca、Mg結合返回土壤，或被作物吸收。從綜合利用角度分析，化肥固碳是更為積極的方法。由于碳銨是中國獨創(chuàng)的化肥品種，因而，2003年美國能源部專家曾與我國有關部門聯(lián)系，希望兩國合作開發(fā)本課題，從而促成了本課題的啟動。嗣后，合作雙方從熱力學角度考察了電廠煙氣制碳銨的可能性，并進行了技術交流。4．2技術可能性論證化肥品種NH。HCO，是20世紀50年代由我國著名化學家侯德榜博士等提出，并根據(jù)我國國情自主研發(fā)的合成氨聯(lián)產(chǎn)NH。HCO，氮肥工藝。該工藝利用濃氨水吸收變換氣中的CO：來生產(chǎn)NH。HCO，固體產(chǎn)品。NH。HCO，產(chǎn)品的生產(chǎn)一般在以煤為原料的小型合成氨廠居多。碳化過程的操作壓力為0．6～1．2 MPa，進入碳化主塔的變換氣中CO：濃度體積分數(shù)在25％～28％。該工藝經(jīng)過數(shù)十年的生產(chǎn)，已積累了豐富的實踐經(jīng)驗和操作技術數(shù)據(jù)。電廠煙氣脫碳制碳酸氨銨，與變換氣脫碳制碳酸氫銨之化工過程相仿，也可用濃氨水洗滌吸收煙氣中的CO：來實現(xiàn)，故也是一個脫碳碳化過程，只是煙氣中的CO：濃度與變換氣的有所不同。煙氣經(jīng)脫硫除塵處理后的組分和含量見表1。由表1可知，CO，濃度體積分數(shù)僅為8％～15％。因而，若將其作為原料氣代替變換氣，則碳化技術尚需作進一步技術論證，并將相關參數(shù)進行調(diào)整。表1 經(jīng)脫硫除塵處理后的煙氣組分和含量序號 組分 含量，∥％ 序號 組分含量／tool·nl。1C02 8～15 6 Nox 100～8002 N2 70～75 7 S02 200—3003 02 4—10 8 S03 10—504 H20 4—6 9 HCl l一205 灰塵 <50(mg／m3) lO HF l～10往：煙氣脫硫壓力為0．102—0．103 MPa，溫度為50℃。4．2．1原料配比以NH，，CO：，H：0為原料，由于反應物濃度不同以及操作條件(溫度、壓力)的不同可以得到多種不同的碳(CO：)氨(NH，)結合物。其反應式為： aNH3+bC02+eH20叫NH4HC03(C鹽)；(NH4)2C03·H20(S鹽)；2NH4HC03·(NH4)2C03(P鹽)；NH。COONH：(A鹽)，等等。在20世紀20—30年代，Janeeke等學者詳細研萬方數(shù)據(jù)·12· 化肥設計 2010年第48卷究了NH，一CO：一H：0三元系的液固平衡(LSE)，得到了NH3一CO：一H：0三元液固平衡相圖¨1，見圖2。f(NB)NIb．w／％圖2 Janecke Nit3一C02一H20三元系液固平衡相圖圖2由8條曲線將整個圖形分為6個相圖，相圖各點、線、相區(qū)的涵義及說明見文獻[2]。圖2中物料點F。和F：均位于碳酸氫銨相區(qū)，冷卻到一定溫度時即得到碳酸氧銨固體鹽。物料點凡位于氨基甲酸銨相區(qū)，冷卻時只能得到甲銨固體鹽。由此可知，欲生產(chǎn)NH。HCO，固體產(chǎn)品，必須使總物料點(指NH，，CO：，H：0 3種原料配比)處于NH。HCO，相區(qū)內(nèi)，如物料點F。或疋。4．2．2原始物料點工業(yè)生產(chǎn)上，一般是用氨水(或碳化氨水)吸收氣相中CO：進行的碳化過程，其化工過程見下式。NH3(L)+C02(L)+H20(L)．一--------NH4HC03(L) ≠------NH4HC03(s)為了使碳化過程所得產(chǎn)品為單一碳酸氫銨固體結晶，同時又不含其他雜質(zhì)鹽，如P鹽、S鹽，由相圖分析可知，必需使原始進入碳化系統(tǒng)的物料點濃度處于A點與E點的連線之左。取原始物料位于BC邊上交點為Q，原始開車時，當Q物料與CO：氣(變換氣或其他含CO：氣體的組成氣，以及純CO：氣)逆流接觸時，則碳化過程將沿Q點，在叫連線向A頂角方向移動。由相圖可知，在伽方向上不存在其他固體鹽(如P鹽)的干擾，故而其碳化過程可生成單一NH。HCO，固體鹽。若原始物料點處于AE連線之右，即BC連線上物料點的濃度過高，則在其碳化過程中會受到其他雜質(zhì)鹽，如P鹽、S鹽的干擾，產(chǎn)品就不是純NH。HCO，。例如，疋點的原始物料點就是此一情況。由以上討論町知，原始物料濃度既不能太高(位于AE連線之右)，但也不能太低，以免使冷卻遇到困難。原始BC連線上NH，的質(zhì)量分數(shù)為12％～16％是合宜的。例如，我國以煤為原料的合成氨廠聯(lián)產(chǎn)碳銨時，Q狀態(tài)點為加(NH，)一14％，塒(CO：)一10％。由此可見，若用火電廠煙氣中CO：生產(chǎn)碳銨是有可能的，只要配制的原始氨水濃度在上述范圍之內(nèi)即可。4．2．3壓力碳化過程是一個既有汽液平衡，又有化學平衡，還有液固平衡的復雜化工過程。由于碳化反應是一個體積縮小的反應，故而提高壓力有利于氣相CO：溶解和NH。HCO，的生成，這是毋庸置疑的。但是從經(jīng)濟角度，壓力不能無限增高，故而選取適宜的壓力是本技術論證的重點之一。碳化主塔底部處于固相一飽和溶液一平衡氣相三相共存平衡狀態(tài)，碳化溫度下的飽和溶液平衡壓力P卓，確定了物系的壓力。由文獻[3]、[4]、[5]可知：當碳化過程達到S—L—V三相平衡時，飽和溶液平衡氣相中主要是CO：，基本不含NH，。故而，進入系統(tǒng)的混合氣體中，CO：分壓必需等于飽和溶液平衡壓P平是裝置操作壓力的低限。25—30℃時碳酸氫銨飽和溶液的組成見表2。表2碳酸氫銨飽和溶液組成4．2．3．1平衡壓為P覃的計算綜合文獻數(shù)據(jù)‘6j和模型計算‘7’8 3得到上述條件下：t=25 oC，加(NH3)=6．07％，塒(C02)=12．6％，P。=0．03—0．08 MPa。4．2．3．2操作壓力p平的計算基于平衡氣相中幾乎全為CO：的事實，故進入系統(tǒng)的混合氣體之CO：分壓至少與P平相當，即Pc02≥p平，政：p最低=Pc02／Yc02式中，p最低為物系最低操作壓力；yco：為混合氣體中CO：摩爾分率?？紤]到CO：吸收碳化過程中的推動力，混合氣體中CO：分壓P。o'，取2倍一3倍P平是必要的，合理的，故操作壓力：p操=(2—3)P平／Yc02可見，隨著混合氣體中CO：含量的降低而應選擇較高的操作壓力是必需的。不同原料氣制碳酸氫銨的操作壓力范圍見表3。由表3可知，采用電萬方數(shù)據(jù)第4期 沈華民低碳經(jīng)濟與化肥生產(chǎn)的C0：減排技術 ·13·廠煙氣制碳銨的操作壓力選擇在1．3—2．0 MPa較為適宜。表3不同原料氣制碳酸銨的操作壓力范圍序號 原料氣p最低／MPa pm作／MPa4．2．4溫度用碳化過程的相圖進行電廠煙氣碳化生產(chǎn)的物料平衡計算，并求取碳化主塔的溫度參數(shù)。皮古相圖。糾是前述Janecke相圖。1。的迸一步完善，適用于碳酸氫銨相區(qū)的生成物之化工過程的描述和計算。皮古相圖見圖3。COONH2(N強)N嶼．w／％圖3皮古相圖4．2．4．I碳過程(包括主副塔)濃氨水的初始組成點為Ⅳ點，彬(NH，)=12．2％，W(C02)=10．96％，與進入煙氣中CO：逆流接觸，并進行碳化過程。在相圖上將』v點與A點相連，碳化過程完成時，當混合氣中CO：全部被吸收時，總組成點必然在Ⅳ與A的連線上。利用杠桿定律，由濃氨水量與煙氣中CO：量，可求得物系總組成點肘。由圖3可知，肘點位于碳酸氫銨相區(qū)，在20～50℃條件下均可得到碳酸氫銨固相鹽以及與固相平衡的溶液(母液)兩部分物料懸浮液。4．2．4．2分離過程(包括稠厚器和離心分離器)當操作溫度取25～30℃時，碳化懸浮液中的液固相組成及鍍值可由相圖3求取如下：過肘點，連接D點(NH。HCO，固相點)，并延長，交25～30℃等溫線于‰，由杠桿定律可求得固液比為：～=一 彬(￡NN 1塒(MD) 3由相圖可讀得k的溫度為25～30℃，組成為：塒(NH，)=6％，塒(C02)=12．6％。同樣，可在相圖上進行吸氨過程(包括吸氨系統(tǒng)各設備、混合器和吸氨排管)的計算，本文略。4．3原則流程壓力1．3 MPa煙氣脫碳工藝原則流程見圖4。一盥盥止％藍囝一 堅基墨竺r—一氣氨氣氨稀氨水 濃氨水圖4煙氣脫碳工藝原則流程(1)主流程包括碳化主塔、副塔、回收塔等。加壓后，含CO：體積分數(shù)為8％一15％的煙氣進入碳化主塔(圖4只有1個碳化主塔，實際流程應設置2個，另1個為預碳化塔，視碳化情況兩塔輪流倒用)的底部，氣流由下而上與塔頂進入的副塔溶液逆流接觸，大部分CO：被吸收，含CO，體積分數(shù)約為4％的氣體從塔頂排出，進入副塔底部，與塔頂加入的濃氨水(NH，體積分數(shù)約為12％，CO：體積分數(shù)約為11％)逆流接觸，繼續(xù)吸收CO：。含CO：體積分數(shù)0．4％和少量NH，的尾氣，從副塔頂部排出，引入回收塔。(2)回收塔頂用軟水作為洗滌劑，回收氣體中NH，和CO：。由回收塔頂排出的氣體進入清洗塔，繼續(xù)被清水洗滌。清洗塔出來的煙氣含CO：體積分數(shù)≤0．2％，NH，≤0．2 g／m3，可供進一步利用或減壓放空。(3)吸氨系統(tǒng)包括混合器、噴射器和吸氨排管等?；厥账諝怏w中NH，和少量CO：后的洗滌液(即稀氨水)，與來自母液槽的母液進入混合器，與原料氣氨在噴射吸收器內(nèi)相混合，氣氨被吸收，放出的熱量在吸氨排管被冷卻水移走。制得的濃氨水進入濃氨水貯槽，再用濃氨水泵輸送到副塔。(4)分離系統(tǒng)包括稠厚器、離心機等。在碳化主塔中生成的NH。HCO，固體懸浮液，從塔底減壓引出，送入稠厚器(上部為母液，底部為NH。HCO，)，然后經(jīng)離心機分離得到成品NH。HCO，和母液。成品去包裝，母液送往母液槽，再用泵送往吸氨系統(tǒng)。清一 黼耋． f盟爭萬方數(shù)據(jù)·14· 化肥設計 2010年第48卷5結語(1)從熱力學層面上論證了用合成氨廠的NH，來脫除火電廠煙氣中CO：制造碳酸氫銨的技術可能性。這是本課題技術上可行性最為重要的部分。本項目的技術實現(xiàn)，還有一些技術問題尚需進一步考察、論證和完善。例如：①煙氣在低CO：濃度條件下對碳化反應和碳銨結晶的影響因素；②提高NH，與CO，回收率的研究；③壓力為1．3—2．0 MPa條件下碳化主塔的合理設計；等等。(2)對于碳銨產(chǎn)品的氮元素利用率低，易揮發(fā)等缺點，中科院沈陽應用生態(tài)研究所研發(fā)的長效碳銨技術，克服了碳銨固體易揮發(fā)流失的缺點，從而使氮元素利用率從25％提高到35％，肥效期由30天延長到90天。(3)筆者認為，在化肥固碳新技術方面，我國具有技術優(yōu)勢，化肥固碳新技術應將回收電廠煙氣中CO：制造碳酸氫銨列為首選方案。該項目從2003年啟動，已擱置了7年，應繼續(xù)組織技術攻關，將其打造為“成套技術”在世界各國推廣和技術輸出，進入“碳貿(mào)易”，服務于我國和全球的碳減排。(4)火電廠煙氣制碳酸氫銨項目經(jīng)費建議從“碳融資基金”獲得資助。碳融資基金是為了落實《京都議定書》的碳基金，于2000年設立，由發(fā)達國家出資購買發(fā)展中國家或其他發(fā)達國家環(huán)保和減排CO：額度?，F(xiàn)有10個基金。由世界銀行設立碳融資基金，10年來總融資超過25億美元，中國與其合作額度最大。(5)筆者拜讀了馮元琦教授建議采用NH，與煙氣中cO：結合制造新型尿素的論文¨1|，與本文采用NH3吸收煙氣中CO：制造碳銨產(chǎn)品的研究方向一致，同屬化肥固碳技術。筆者希望化肥固碳技術能成為應對氣候變化的主攻技術和新興技術，中國為全球減排CO：作出負責任大國應有的貢獻。參考文獻：[1]Janeeke Ez，等．關于H20、C02和NH3體系，第1部分[A]．化學肥料譯從，第7集[c]．北京：中國工業(yè)出版社，1965．1—26．[2]沈華民．尿素生產(chǎn)系統(tǒng)相圖[A]．袁一，王文善．化肥工學叢書，尿素[M]．北京：化學工業(yè)出版社，1997．10—73．[3]Janeeke EZ，等．關于H20、C02和NH3體系。第2部分[A]．化學肥料譯叢，第7集[C]．北京：中國工業(yè)出版社，1965．27-47．[4]Janeeke E Z，等．關于H20、C02和NH3體系，第3部分[A]．化學肥料譯叢，第7集[c]．北京：中國工業(yè)出版社，1965．48—57．[5]A古尤，T皮丘維克斯．含水體系中的溶液平衡[A]．化學肥料譯叢，第7集[c]．北京：中國工業(yè)出版社，1965．58—67．[6]大蟓英二，等．NH3一C02一H20體系的相平衡[A]．化學肥料譯叢，第7集[c]．北京：中國工業(yè)出版社，1965．150—164．[7]Edwards T J，Newman J，Prausnltz T M．Thermodnamies of aquⅢlssolution containing volatile weak electrolytes[J]．AICHE J，1975，21：248—259．[8]Edwards TJ，Maurer G，Newman J，Prausnitz TM．Vast-liquidequilibria in muhicomponent aqucous solutions of volatile weak dee—trolytes[J]．AICHE J，1978，24：966—976．[9]沈華民，魏柏益．尿素一碳銨聯(lián)合生產(chǎn)新工藝[c]．中國化工學會化肥學會第27次會議資料，1985．[10]孫正泰。沈華民．電廠煙氣中脫除C02的技術可能性探討[c]．東南大學中美技術交流會，2003．[11]馮元琦．煙氣減排C02。制造新型尿素[J]．化肥設計，2009,47(4)；1．收稿Et期：2010--00--00同囡中石油塔里木大型化肥項目舉行投產(chǎn)慶典儀式2010年7月14 13上午，我國陸上單套裝置生產(chǎn)能力最大的現(xiàn)代化化肥裝置——塔里木大型化肥項目投產(chǎn)慶典儀式在新疆庫爾勒隆重舉行。該項目80萬t／a尿素裝置由中國五環(huán)工程有限公司承擔工程設計，并填補了南疆地區(qū)大顆粒尿素生產(chǎn)的空白。塔里木大型化肥項目以塔里木天然氣為原料，采用世界先進工藝，部分關鍵設備從國外引進，2007年8月15 13開工建設，2010年5月中旬建成。經(jīng)過2個月投料試車，順利打通全部工藝流程，目前工藝設備運行平穩(wěn)，能耗、環(huán)保指標達到國際領先水平，7月14日轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)階段。塔里木大型化肥項目是新疆維吾爾自治區(qū)、中國石油天然氣集團公司重點建設項目，總投資29．3億元，投產(chǎn)后將達到年產(chǎn)45萬t合成氨和80萬噸尿素的規(guī)模。塔里木大型化肥項目的建成投產(chǎn)，使塔里木油田化肥總產(chǎn)能達到130萬t／a，成為我國重要的大型化肥生產(chǎn)基地，對于充分利用塔里木盆地豐富的天然氣資源，促進天然氣加工業(yè)務發(fā)展，滿足新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，推動地方經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，都具有十分重要的意義。云維集團30萬t／a尿素項目化工投料一次成功由中國五環(huán)工程有限公司總承包的云維集團30萬t／a尿素技術改造工程項目于2010年5月10日0點25分尿素裝置一次投料成功，順利產(chǎn)出合格尿素產(chǎn)品。(本刊通訊員)

網(wǎng)友評論 more

環(huán)境保護論文最新內(nèi)容

04-27

低碳經(jīng)濟與化肥生產(chǎn)的…

04-27

反滲透工藝處理濃水節(jié)…

04-26

蓄熱式熱力氧化法在順…

04-26

厭氧氨氧化生物脫氮技術

04-26

氧化稀土清潔生產(chǎn)工藝…

04-26

液液萃取-氣相色譜法…

04-26

抑塵工作中的問題及對…

04-26

影響水中高錳酸鹽指數(shù)…

環(huán)境保護論文熱點內(nèi)容

39641

噪聲污染的危害及防…

22984

農(nóng)村垃圾處理現(xiàn)狀調(diào)研

21572

噪音的危害防治及利用

16741

淺析我國環(huán)境保護的…

16100

大氣污染的現(xiàn)狀與存…

15072

大氣污染的危害以及…

12433

廢舊電池的危害及回…

10529

我國周邊安全環(huán)境分…

相關內(nèi)容

低溫甲醇洗系統(tǒng)尾氣中氫含…

肥料中有害物質(zhì)含量檢測方…

低溫甲醇洗氨冷凍壓縮機節(jié)…

大型AZF工藝生產(chǎn)磷復肥裝…

Φ2200 mm氨合成系統(tǒng)節(jié)能…

創(chuàng)想安科網(wǎng)站簡介會員服務廣告服務業(yè)務合作提交需求會員中心在線投稿版權聲明友情鏈接聯(lián)系我們

<li id="855b4"><legend id="855b4"></legend></li><li id="855b4"><legend id="855b4"></legend></li>