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二氧化碳排放的危害精选(十四篇)

发布时间:2024-01-09 14:42:14

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇二氧化碳排放的危害,期待它们能激发您的灵感。

篇1

摘要:本文详细论述了二氧化碳的产生及其危害,并在此基础上,提出了相应的污染防治措施,为削减和控制二氧化碳的排放提供对策。

关键词:二氧化碳的产生 危害 控制

二氧化碳的产生

(1)凡是有机物(包括动植物)在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出CO2。

(2)石油、石蜡、煤炭、天然气燃烧过程中,也要释放出CO2。

(3)石油、煤炭在生产化工产品过程中,也会释放出CO2。

(4)所有粪便、腐植酸在发酵,熟化的过程中也能释放出CO2。

(5)所有动物在呼吸过程中,都要吸氧气吐出CO2。

(6)所有绿色植物都吸收CO2释放出氧气,进行光会作用。CO2气体,就是这样,在自然生态平衡中,进行无声无息的循环。

CO2通常情况下,是一种气体,每时每刻都存在于空气中,供绿色植物自由自在地进行着呼吸(光合作用)。为人类创造着财富。

二氧化碳的危害

大气温室效应是指大气物质对近地气层的增温作用,其增温原理即随着大气中CO2等增温物质的增多,使得能够更多地阻挡地面和近地气层向宇宙空间的长波辐射能量支出,从而使地球气候变暖。其可能的积极作用是使部分干旱区雨量增多,高纬度农业区热量状况改善,但更主要的是负面影响,就是亚热带和温带的旱、涝灾害发生频繁,以及冰山熔化,海平面上升,沿海三角洲被淹没。因此,减少大气增温物质的排放量是人类刻不容缓的义务。

温室效应是怎么来的?我们能做什么? 温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。 二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来。因此,二氧化碳也被称为温室气体。 人类活动和大自然还排放其他温室气体,它们是:氯氟烃(CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林,尤其是热带雨林。

二氧化碳的防治对策

(1)全面禁用氟氯碳化物

实际上全球正在朝此方向推动努力,是以此案最具实现可能性。倘若此案能够实现,对于二五年为止的地球温暖化,根据估计可以发挥3%左右的抑制效果。

(2)保护森林的对策方案

今日以热带雨林为生的全球森林,正在遭到人为持续不断的急剧破坏。有效的因应对策,便是赶快停止这种毫无节制的森林破坏,另一方面实施大规模的造林工作,努力促进森林再生。目前由于森林破坏而被释放到大气中的二氧化碳,根据估计每年约在1~2gt.碳量左右。倘若各国认真推动节制砍伐与森林再生计划,到了二五年,可能会使整个生物圈每年吸收相当于0.7gt.碳量的二氧化碳。具结果得以降低7%左右的温室效应。

(3)汽车使用燃料状况的改善

日本汽车在此方面已获技术提升,大幅改善昔日那种耗油状况。但在美国等地,或许是因油藏丰富,对于省油设计方面,至今未见有何明显改善迹象,仍旧维持过度耗油的状况。因此,该地区生产的汽车在改善燃油设计方面,具有充分发挥的余地。由于此项努力所导致的化石燃料消费削减,估计到了二五年,可使温室效应降低5%左右。

(4)改善其他各种场合的能源使用效率

是要改善其他各种场合的能源使用效率。今日人类生活,到处都在大量使用能源,其中尤以住宅和办公室的冷暖气设备为最。因此,对于提升能源使用效率方面,仍然具有大幅改善余地,这对二五年为止的地球温暖化,预计可以达到8%左右的抑制效果。

(5)对石化燃料的生产与消费,依比例课税

如此一来,或许可以促使生产厂商及消费者在使用能源时有所警惕,避免作出无谓的浪费。而其税金收入,则可用于森林保护和替代能源的开发方面。 任何化石燃料一经燃烧,就会排放出二氧化碳来。惟其排放量会因化石燃料种类而有不同。由于天然瓦斯的主要成分为甲烷,故其二氧化碳排放量要比煤碳、石油为低。同样是要产生一千卡的热量,煤碳必须排放相当于0.098公克碳量的二氧化碳;这在石油则为0.085公克;若是换成天然瓦斯只需排放0.056公克即可。

(6)鼓励使用天然瓦斯作为当前的主要能源

因为天然瓦斯较少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯,此案则是希望更进一步推广这种运动。惟其抑制温暖化的效果并不太大,顶多只有1%的程度左右。

(7)汽机车的排气限制

由于汽机车的排气中,含有大量的氮氧化物与一氧化碳,因此希望减少其排放量。这种作法虽然无法达到直接削减二氧化碳的目的,但却能够产生抑制臭氧和甲烷等其他温室效应气体的效果。预计将对二五年为止的温暖化,分担2%左右的抑制效果。

(8)鼓励使用太阳能

譬如推动所谓「阳光计划之类。这方面的努力能使化石燃料用量相对减少,因此对于降低温室效应具备直接效果。不过,就算积极推动此项方案,对于二五年为止的温暖化,只具4%左右的抑制效果。其效果似乎未如人们的期待。

(9)开发替代能源

利用生物能源(Biomass Energy)作为新的干净能源。亦即利用植物经由光合作用制造出来的有机物充当燃料,藉以取代石油等既有的高污染性能源。

(10)二氧化碳的掩埋。

据科学家最近称,为了解决全球变暖,拯救地球。人们不得不把大量的二氧化碳直接注入地下。所以在未来50-60年之间将二氧化碳埋入地下的方式可能会作为一种减少温室效应的最有力的措施而被采用。

(11)二氧化碳合成可降解塑料

我国科学家经过两年的难苦研究,今天在这项技术上取得了重大突破。使用已开发的催化剂的催化效率超过世界最高水平的两倍,纳米技术的应用使每克催化剂能够催化合成140-180克塑料,每吨塑料所用的催化剂成本仅200元左右。且制成的新塑料中二氧化碳的含量达43%。成本为0.9万元/吨,是目前市场同类产品的价格的三分之一至四分之一。不久前,中国科学院专家组对这个项目进行了验收。认为该项目实现了高效催化二氧化碳制备可降解塑料,成本低,可年产3000吨以上,已具备实现工业化的条件。

结语

二氧化碳的研究已成为当今科学界的热点,各国均投入大量资金、人力、物力。我国将在今后五年内投入7000万元用于研究生态对二氧化碳的作用,为破解全球关注的“二氧化碳失踪之谜” 和“全球变暧之谜” 作出贡献。人类不但要征服自然,改造自然,而且还有义务保护自然。

参考文献:

[1]罗夏.将二氧化碳“埋”在地下.科学时报,2002年9月.

篇2

关键词:二氧化碳 产生 探索 应用

中图分类号:TQ2 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)03-0286-01

前言

伴随时代的不断发展,以及科学技术的不断进步,人们越来越关注社会生产效率和质量的提升需求。二氧化碳作为人们生活中随处可见的物质,成为直接影响人们生活和生产工作的重要元素。二氧化碳超标的问题严重的威胁社会环境保护工作质量和执行效率,但与此同时,二氧化碳的实际应用也具有非常重要的价值,能够满足人们社会生产生活中的衣食住行需求,同时还能够应用于艺术行业创造良好的视觉效果。

一、二氧化碳的产生

二氧化碳在大众生活当中非常常见,可以从煤矿资源、空气、植物,以及各种石油、天然气等自然物质中提取。另外,但凡是有机物的结构都可以通过分解等诸多方式形成二氧化碳物质,通过光合作用等方式也能够产生二氧化碳。二氧化碳在人们的生活当中无处不在[1]。

二、二氧化碳的危害

由于社会生产效率的不断加速,人们生活中二氧化碳的排量也在不断的增加,如何E能够通过合理的方式治理二氧化碳超标问题成为当下环境保护工作的重点内容之一。关注二氧化碳治理工作主要是源于二氧化碳对人们生活及健康存在危害,由于二氧化碳超标排放导致出现温室效应和生态环境破坏问题等等[2]。

三、二氧化碳的应用

关注科学技术不断发展的实际情况能够发现,二氧化碳在人们的生活当中虽然存在比较大的危害,但是同时也可以充分的利用其特性,实现对二氧化碳的广泛应用,在应用的过程当中能够满足很多社会生产需求。

首先,在行业生产方面,二氧化碳可以作为非常优质的萃取订斥咳俪纠筹穴船膜剂,在日常工作过程中通过其特性作用实现溶解能力展示。常规状态下,二氧化碳对液体和固体的溶解能力呈现出比较低的情况,但如果不断的增加压力和密度的情况就会提升二氧化碳的溶解能力。二氧化碳在针对有机化合物的时候,呈现出的溶解能力最为突出。二氧化碳处于亚临界的温度特征下,就可以与甲醇等有机溶剂的融合在再以,显示出良好的混合溶解性特征,但是二氧化碳与水的互相溶解情况就呈现出比较弱的现象。二氧化碳与萃取的有机物质比较,呈现出挥发、粘性、扩散功能比较优越的效果,而且呈现出优越的化学稳定和溶解选择特征。不会燃烧、无毒的特征也非常优秀,可以在饮食、药物等行业的生产工作中体现出极强的优势[3]。

其次,二氧化碳在植物生长的过程中也具有非常重要的价值和作用,能够满足实际的光合作用需求,也是光合作用规定必须原料。提升二氧化碳的剂量对于植物的健康、茁壮成长具有非常重要的影响作用。因此,很多农业种植和培育工作就会选择二氧化碳作为施肥原料,提升农业植被的生产效率。因为空气中的二氧化碳含量不足以提升农业作物的生长需求,因此,采取专业的二氧化碳施肥工才能够保证农业植被的生长需求。提高二氧化碳浓度,达到1000微升/升的程度,就能够直接提升农作物生长效率一倍以上。

再者,二氧化碳也能够作为新型合成材料的生产原料,实现搭配双金属配位的PBM类型催化剂共同作用的效果。多种物质的结合能够提升新型材料的活化程度,形成共聚作用的情况,进而产生PPC(即脂肪族聚碳酸酯),通过化工处理就可以产生二氧化碳树脂材料。这种材料在当下我国社会的生产和生活当中都比较常见,给人们提供了方便的同时节约了使用的经济成本,也能够满足实际的生产工作效率需求,同时还降低了传统材料使用时出现的毒害问题[4]。

再次,二氧化碳固态模式还被称为干冰,干冰在人们生活当中的应用范围也十分的广泛。例如,大众餐饮、工业和卫生行业当中都会使用干冰,通过干冰能够降低温度,与冰相比较具有十分明显的制冷效果。另外,干冰遇到高温时会形成水,进而达成降雨的目的。在舞台上应用干冰制造雾气,达成良好的视觉效果。在餐饮行业利用干冰制作冰淇淋等,或者是保存飞机食物,等等。干冰具有极大的应用价值,在人们的生活当中十分常见,对于医疗卫生行业也具有良好的药物、血浆保存功能,是非常重要的生活原材料之一。

结论

综合上述研究内容进行切实有效的分析、探讨和总结能够发现,二氧化碳普遍存在于人类社会生活当中,因为超标排放的二氧化碳造成了地球温室效应的问题,但充分、科学的应用二氧化碳也能够创造良好的经济和审美价值,这也是本次研究的重点。

参考文献

[1]王小斌,邵燕斐. 中国城镇化、能源消耗与二氧化碳排放研究――基于1995~2011省级面板数据[J]. 工业技术经济,2014,(04):115-123.

[2]王惠清,李斌,谢建勇,石彦,李文波. 二氧化碳吞吐技术在准东复杂油藏开发中的应用探索[J]. 新疆石油天然气,2014,(01):83-87+8-9.

篇3

[关键词]碳减排、二氧化碳捕集、二氧化碳运输、二氧化碳储存

中图分类号:X55 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)11-0342-02

一、 研究目的及意义

随着现代社会工业的发展,环境问题已经成为人类关注的焦点,由于大量排放二氧化碳导致的温室效应便是其中重要的一环,其带来的危害已经为各国政府高度关注。我国政府承诺到2020年碳排放强度比2005年降低40-45%,足可见我国对控制二氧化碳排放的决心之大。但当前我国的能源领域面临着多方挑战,能源消费增长迅速,且现阶段我国的能源结构仍以煤炭为主,世界一多半的煤炭为中国所用,中国60%多的煤炭用于发电,因此控制燃煤电厂二氧化碳的排放是我国碳减排的关键,研究电厂二氧化碳捕集运输和储存技术显得举足轻重。

二、 二氧化碳的捕集技术路线及方法分析

燃煤电厂对燃料燃烧不同阶段产生的二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集三条技术路线。现阶段捕集方法主要有物理吸附法、物理吸收法、化学吸收法、膜分离法、低温蒸馏法等,使用何种捕集方法取决于二氧化碳气体的浓度、压力、温度,不同类型发电机组以及不同技术路线会选用不同的捕集方法。

2.1 二氧化碳捕集技术路线现状分析

2.1.1 燃烧前捕集:燃烧前捕集技术主要应用在整体煤气化联合循环发电系统(IGCC),IGCC的工艺流程主要为:氮气作为动力气源带动燃煤进入气化炉,与空分系统分离送出的纯氧在气化炉内发生高压富氧反应,生成有效成分主要为一氧化碳和氢气的混合气体,随后,在催化转换器中经过水煤气变换后,促使一氧化碳转换为二氧化碳并进一步产生氢气,混合气体中二氧化碳被捕集分离,氢气经过净化作为清洁的气体燃料送入燃气轮机用于燃烧。燃烧前捕集技术的优点是由于混合气体的压力较高,可以生成浓缩的二氧化碳气流,不用加压便能满足压缩机对管道内输送气体压力的要求,减少能耗,同时高浓度的二氧化碳气体有利于捕集和利用,该技术还具有捕集系统小、捕集效率高以及对污染物的控制方面有很大潜力的优点,缺点是IGCC技术仍面临初期投资成本高、可靠性不高的问题,并且由于二氧化碳捕集系统需使用蒸汽以及压缩机需使用额外功率会导致IGCC面临发电成本增加40%、效率降低22%的问题。该技术常采用物理溶剂吸收方法和膜分离法来捕集二氧化碳。

2.1.2 燃烧后捕集:燃烧后捕集顾名思义是在燃料燃烧后产生的烟气中进行二氧化碳捕集的技术。由于电厂烟气中二氧化碳的浓度相对较低,该技术路线一般采用化学吸收法并需要使用强力溶剂。该技术的优点是只需对现有燃煤机组加以改造加装二氧化碳捕集装置即可,不需要对机组的结构进行大面积的调整,适合运行机组改造,并且该种技术是一种成熟的技术,缺点是由于烟气中二氧化碳的浓度较低,二氧化碳的捕集费用相对较高,同时还面临溶剂再生需要消耗大量能量的问题。燃烧后捕集技术还可使用物理吸附法、膜分离法和低温蒸馏法捕集二氧化碳。

2.1.3 富氧燃烧捕集:富氧燃烧捕集顾名思义就是化石燃料在燃烧的过程中助燃剂是纯氧而非空气,这样燃料燃烧完毕烟气中主要含有二氧化碳和水蒸气,只有少量的二氧化硫、碳氧化物等杂质,把烟气进行脱硫、脱硝及除尘后进行冷却,除去其中的水蒸气便可得到高纯度的二氧化碳,纯度能够达到80%至98%,少量烟气再循环进入燃烧室,目的是控制火焰温度,防止燃料在纯氧中燃烧时温度过高,并且提高了烟气中二氧化碳的体积比。此种技术的优点是捕集成本低;由于没有氮气参与燃烧,烟气中氮氧化物的含量大大降低;由于是富氧燃烧,可以降低燃料的消耗量,提高热效率,缺点是燃烧需要在富氧的环境下进行,制备高纯度氧的能耗很高;燃烧室需要改造;该种技术面临的问题很多,如烟气再循环的参入量、氧量变化造成锅炉燃烧调节的改变等,该种技术尚不成熟,处于示范阶段。

综上所述,三种二氧化碳捕集技术路线各有特点,燃烧前捕集技术占用场地小、捕集效率高但初期投资成本高,适用于IGCC电厂;燃烧后捕集技术对已建电厂改造难度小、技术相对成熟但捕集成本高;富氧燃烧捕集成本低但制氧能耗高、技术不成熟,燃烧后捕集和富氧燃烧捕集技术路线主要适用于传统以化石能源为燃料的电厂,并适合老厂改造。现阶段,三种技术路线均未达到商业化的程度,只处于实验室阶段或有少量的示范项目。

2.2 二氧化碳捕集方法介绍

2.2.1 物理吸收法

物理吸收法是利用有机溶剂在高压下对二氧化碳的吸收量增大的机理实现的,通过对有机溶剂降压便可以释放二氧化碳,还原溶剂。此种方法能耗较低,要求有机溶剂具有对二氧化碳的溶解度随压力变大增速明显、沸点高、选择性好、无毒、稳定性好等特点。常用的物理吸收溶剂有聚乙二醇二甲醇、甲醚、环丁砜、三乙醇胺和碳酸丙烯酯。

2.2.2 化学吸收法

化学吸收法在化工行业是一种常见的方法,一般二氧化碳的吸收溶剂为有机胺的水溶液。研究发现水对乙醇胺吸收二氧化碳的能力有提升作用,没有水的存在,1mol乙醇胺只能吸收0.5mol二氧化碳,水存在的情况下,1mol乙醇胺能吸收1mol二氧化碳。醇胺类化学吸收法的优点为技术成熟、吸收量大、选择性高并能同时吸收硫化氢和氮氧化物等有害气体;缺点为吸收溶剂再生困难,需要消耗较高能量;对设备易腐蚀;在富氧的环境下,吸收性能大幅降低等。

2.2.3 物理吸附法

物理吸附法是利用固体吸附剂对二氧化碳进行选择性吸附的原理,脱除烟气中的二氧化碳,吸附法分为变温吸附法和变压吸附法。固体吸附剂表面的孔径大小、孔容和极性以及吸附材料分子量、分子大小、极性决定了该吸附剂的吸附能力,此种方法比吸收法具有吸附过程需要能量少的优点,并且由于吸附过程是放热过程,吸附剂需要通过加热还原再生。物理吸附法对二氧化碳的捕集成本与吸收法大致相当,但其对二氧化碳的吸附量和选择性要更好,并且吸附剂的还原需要的能量较低,操作简单,相比吸收法更具有市场价值,缺点是进行二氧化碳捕集前需要将混合气体冷却、干燥,以及除去易使吸附剂中毒的气体,并且存在二氧化碳回收率不高以及吸附剂选择性的问题。常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等。

2.2.4 膜分离法

膜分离法是利用部分气体无法穿透薄膜的原理对气体进行分离,此法的驱动力是膜两侧的压差,当差压达到一定值时,能够穿透薄膜的气体会透过薄膜,捕集气体会留在膜内。薄膜的气体选择性、压力比、穿透气流和总气流的流量比决定了此薄膜的二氧化碳捕集能力。此方法在分离工业合成氨尾气、炼油尾气等领域已经广泛使用,但是由于电厂烟气流量大,需要膜的面积很大,投资成本高。用于捕集二氧化碳的薄膜有醋酸纤维膜、聚苯醚膜、乙基膜、聚砜膜、溴磺化聚环氧丙烷膜、沸石矿物膜等。

2.2.5 低温蒸馏法

低温蒸馏法是利用不同气体的冷凝点不同而进行气体分离的,系统一般由压缩机、焦耳汤普森阀、多级热交换器和膨胀机组成,系统中设有不同温度的冷阱,以此来捕集不同冷凝点的气体。由于低温蒸馏法是在液态的形态下捕集到的二氧化碳,为运输和储存提供便捷;该方法同时还能减少水的消耗、化学试剂的使用量以及有效解决设备腐蚀等问题,缺点是设备庞大、能耗大、烟气中的粉尘易阻塞设备等,此方法一般用于分离高浓度的二氧化碳,常用于分离油田伴生气中的二氧化碳。

2.2.6 二氧化碳捕集新方法

所谓的二氧化碳捕集新方法是指尚在实验室研究阶段,技术尚未成熟的方法,主要有化学循环捕集法和二氧化碳水合分离法。

上述几种二氧化碳的捕集方法各有千秋,需要根据捕集技术路线选择合适的捕集方法或几种捕集方法的集合,电厂的二氧化碳捕集方法大多尚在实验室或示范阶段,需要进一步研究论证。

三、 二氧化碳的运输与储存技术分析

3.1 二氧化碳运输技术

二氧化碳经捕集、压缩形成超临界流体或液体,通过铁路、船舶、管道等输送工具运至目的地的过程称为二氧化碳的运输。当运输距离较远时(大于1000千米)管道运输的成本最低,并且管道运输是一项成熟的商业化技术,其成本取决于管道的长度、直径、二氧化碳的压力和地质特点。

3.2 二氧化碳储存技术

二氧化碳的存储技术分为地质储存、海洋储存、储液站储存、固态储存和矿物碳化储存技术。

地质储存技术是把超临界状态的二氧化碳灌入油田、气田、无法开采的煤层、深盐水层进行储存,这些地层必须由岩石密封,并且相对二氧化碳来说是不可渗透的。把二氧化碳注入油田或气田存储二氧化碳的同时用以驱动采油或气,可以提高30%至60%的石油产量;注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱赶出来,增加煤层气采集率;深盐水层储存技术由于储存容量大具有最大的潜力,该方法已于1996年一家挪威的能源公司投入商业运行。

海洋储存技术是把二氧化碳输送到海洋600米深度以下的区域,在此深度由于水的压力能够把二氧化碳转换为液体,当储存深度达到3000米、温度低于10摄氏度时,液态二氧化碳的密度会大于水的密度,并在表面形成粘稠状薄膜,防止二氧化碳扩散。此种技术可能会改变海洋的PH值,其对环境的危害程度未知,此种技术还在探索阶段。

储液站储存技术是把捕集到的二氧化碳进行净化、干燥等处理后冷却形成高压、低温的液态二氧化碳,具有效率高、气体纯度高、储量大的特点。

固态存储技术是把二氧化碳先高压压缩形成液态二氧化碳,然后高压低温冷却形成干冰储存,由于其生产工艺困难且储存条件费用高,此项技术并不常用。

矿物碳化技术储存二氧化碳是一项新兴技术,技术原理是将二氧化碳矿物碳化固定与含方英石杂质的钙基膨润土深加工相结合,利用钙基膨润土容易通过离子交换形成碳酸钙以及碱法分离方英石过程中容易形成吸收二氧化碳溶液的特点,实现吸收固定二氧化碳,但其预期成本远高于其他存储方法,不适合开展利用。

四、 结束语

现阶段,制约二氧化碳捕集存储技术发展的关键在于技术不成熟和高昂成本问题,研究开发成熟、高效、低成本的二氧化碳捕集储存技术将是未来发展的方向。本文通过对现有的二氧化碳的捕集、运输及储存技术进行阐述,为未来该技术在电厂的成熟应用提供理论依据。

参考文献

篇4

关键词:化学教学;学生意识;环境教育

教师要对学生进行环境保护意识教育,要结合化学教学内容进行,才会收到较好的效果。中学化学毕竟不是环境保护教育课,教师要结合教学内容来对学生进行环境保护教育。譬如,我们在讲到二氧化碳的用途时,只讲对人们所利用的好处,而很少讲对人类不好的。在这个时候,可以对学生讲,燃烧和二氧化碳给人类也带来了不利的一面。由于燃烧而产生的二氧化碳大量排放到大气中,使大气中二氧化碳的含量高出自然含量。由于二氧化碳和水蒸汽一样,能吸收太阳的红外辐射,而地球表面热辐射到空间的红外辐射也能被吸收,阻止能量向空间散失,造成“温室效应”,使地球表面温度逐年升高,造成大气污染,给人类带来不利因素,所以,我们要想办法减少人为的二氧化碳的排放量。比如,关闭一些二氧化碳排放量大的工厂,对二氧化碳气体进行吸收利用等方法来减少它对大气污染的程度。我们通过讲解和举例,使学生知道污染的危害性,从而增强中学生对环境保护重要性的认识,使其成为环境保护的参与者和宣传者。

我们要对学生进行环境保护意识教育,还要结合化学实验装置来对中学生进行环境保护教育。在化学教学中也可以通过化学实验装置对学生进行环境保护教育。譬如,用一氧化碳还原氧化铜的实验装置,可提问学生为什么出气口还要点燃一盏酒精灯?待学生回答后,可对学生进行环境保护教育。这是因为一氧化碳还原氧化铜的过程中,一部分一氧化碳没有参加反应,而和生成的二氧化碳气体从刚刚出气口排出,而一氧化碳有毒,人吸入一氧化碳,一氧化碳能与人体中血液的血红蛋白结合,生成难离解的血红蛋白,使它失去了与氧结合的能力,造成机体缺氧。严重时,使人窒息死亡,危害人类的健康。所以,出气口上放一盏酒精灯,可以使没有参加的一氧化碳燃烧,使其转化为二氧化碳,减少了对大气的污染。

篇5

即将枯竭的化石能源,面临是日益恶化的环境。居高不下的生活成本其实只要举手之牢就能让世界变的更美好。保护环境,节约能源是基本国策,要实现可持续发展,既要促进人与自然的和谐,实现经济发展和人口,资源环境相协调,又要坚持走生产发展,生活富裕,生态良好的文明发展道路,保证一代一代永续发展。

毫不保留地为人类提供各种赖以生存的资源,地球是母亲。而我却不知道珍惜,还随意地毁坏自然资,比如森林砍伐,比如废气排放,导致泥土流失,树木被黄沙替代,破坏性风暴增多,生物种类减少,这些都是人类造成的

至少有100多种大气污染物对环境产生危害,科学家发现。其中二氧化硫,氮氧化合物,一氧化碳,氟氢烃等都对人体有着较大的危害。工业生产与交通工具排放的尾气和尘埃是造成大气污染的主要途径。工业废气中的尘埃颗粒还会吸附许多有毒有害物质,这些污染物在大气中还会发生各种化学反应,生成更多污染物,形成二次污染。大气污染物在空气中积累导致空气质量下降,直接危害人类健康,并且使臭氧层受到破坏,致使全球气候变暖。环境问题已经发展成为全球性的问题了甚至影响着全人类的生存与发展。最新研究表明,当年的尼德兰人就是气候突变中灭绝的

人类只要呼吸便会排放二氧化碳,气候变暖真的导致灾难吗?人们疑虑不是没道理的二氧化碳的排放?这和我有关系?当然。可是总不能不让我呼吸吧?这应该是那些轰轰向天空吐出一团团黑烟的化石能源企业的责任吧,化石能源消耗产生的二氧化碳才是导致气候变暖的罪魁祸首。可是和那些能源企业的距离真的不相干吗?会有谁想过,这些消耗制造大量二氧化碳的企业最终把生产出来的能量输送哪里?谁又是消费者?日常生活中,电脑,手机,热水器,空调,电灯..哪一样不需要消耗能量?升入高空的二氧化碳中,贡献”多少?

选择“低碳生活”每个公民应尽的责任。电脑,减少二氧化碳的排放。电灯,空调,任何电器一旦不用了应随手关掉;手机一旦充电完成,立即拔掉充电插头;使用节能电灯泡,一只11w节能灯的照明效果顶的上60w普通灯泡,而且每分钟都比普通灯泡节电80%如果全国使用12亿只节能灯,节约的电量相当于三峡水电站的年发电量;选择节能空调,温度不要开的过高或过低,这样不但耗能,而且让人不舒适,削弱了人体自动调节体温的能力;多步行,骑自行车,坐轻轨或地铁;电视机屏幕不要太亮,调成中等亮度,则既能节能又能保护视力,3亿台电视机,仅调暗亮度这个小动作,每年就可以省电50亿度。

篇6

【关键词】变压吸附 工业废气 二氧化碳 研究进展

1 引言

自工业革命以来,石油、煤炭的用量急剧增加,它们在促进经济社会发展,提高人们生活水平等方面发挥了巨大的作用。但是,石油、煤炭的大量使用所带来的空气污染问题也越来越严重,由二氧化碳过量排放所引起的温室效应已经成为全球性的严重问题。因此,改变人类的生产方式、转变能源材料的利用方式,降低二氧化碳的排放量是摆在人类面前的重要课题。

2 碳的捕获和存储

碳的捕获和存储这一概念最早出现于1977年,它是指将二氧化碳从工业或相关能源的源分离出来,输送到一个封存地点,并长期与大气隔绝的过程。它主要包括捕获、运输和封存三个阶段,在当今工业生产中都存在着这三个过程,其目的是为了减少二氧化碳排放量,减缓温室效益。碳的捕获和存储是减缓温室气体的一种合理方案,它能否广泛的得以运用取决于多方面的因素影响,比如技术成熟程度、成本、法律法规、环境问题等等。在整个捕获和存储过程中,捕获是最重要也是最昂贵的环节,其资金消耗站到总资金的85%左右。

3 二氧化碳的分离工艺及捕获系统

(1)分离工艺类型及特点。分离工艺主要包括四种类型:溶剂吸收法、低温蒸馏法、膜分离法、变压吸附法。在实际工作中,这些方法既可以单独使用,也可以组合使用。溶剂吸收法适用于气体中二氧化碳浓度较低的情形,浓缩之后二氧化碳的浓度可以达到99.99%,但是投资大,能耗较高,分离回收成本高。低温蒸馏法适用于二氧化碳高浓度的情形,投资大,能耗高,分离效果较差,运用得比较少。膜分离法操作简单,能耗较低,成本低廉,不过需要进行前处理、脱水和过滤,得到的二氧化碳的浓度不高,但仍然是一种良好的工艺,有着广泛的运用空间。变压吸附法能够从多种含二氧化碳的气源中捕获提纯二氧化碳,满足二氧化碳多种工业用途。该工艺的能耗低、工艺流程简单、无污染、环境效益好,但存在的缺点是,吸附剂容量有限,往往需要大量的吸附剂。

(2)捕获系统类型。当前,捕获系统类型主要包括:燃烧后捕获、燃烧前捕获、氧燃料燃烧,不同的系统类型具有不同的特点和运行方式,但不管是哪种类型,在捕获系统选择的时候,需要考虑燃气流中的二氧化碳的浓度、燃气流压力、燃料类型等因素。

4 二氧化碳的变压吸附分离技术进展

(1)二氧化碳分离工艺。变压吸附是通过周期性的压力变换来实现气体的分离或者提纯,1960年出现了变压吸附双塔结构,实现了变压吸附的循环操作,提高了产物的回收率,节省了均压步骤中的能量损失。此外,为了提高二氧化碳的回收率、纯度,减少操作过程中的能量损失,再加压、均压、顺流减压、回流等操作相继被提出来,这些操作提高了产品的回收率、纯度,降低了能耗,提高了变压吸附分离二氧化碳技术的经济性和可行性。

(2)吸附剂材料。吸附剂主要用来捕获二氧化碳,其选择往往决定了变压吸附的可行性。在变压吸附操作当中,将工作能力、选择性、平衡等温线类型、热效应作为衡量吸附剂好坏的标准。比较常用的捕获二氧化碳的有活性炭、沸石、活性氧化铝等。

5 国内外变压吸附分离二氧化碳的工业应用进展

(1)现代变压吸附技术得到了显著的提高。最初,人们认为变压吸附二氧化碳技术能耗大,成本高,回收率低,不可能实现工业化。随着人们的研究进一步深入,在吸附塔结构、循环设计、吸附剂等方面做了改进,促进了变压吸附捕获二氧化碳技术在工业上接受并得到广泛的投产运用。现代变压吸附技术在二氧化碳回收率、纯度、能耗、成本投资等方面都得到了显著的提高。

(2)国外变压吸附分离二氧化碳的工业应用进展。自问世以来,变压吸附分离提纯二氧化碳技术经过不断的改进和完善,工艺流程变得更为简单,其操作也变得更为方便,其竞争力也日益提高。日本最先利用变压吸附技术分离二氧化碳,其应用主要集中在电厂和制造业当中。此外,日本也相当重视在这方面的科研投入,在过去几十年,日本政府已经累计投入5000万美元用于二氧化碳捕获和存储的科研活动,相关的科研成果也不断的涌现,例如,设计活塞驱动式超快速变压吸附来捕获二氧化碳,研发温度支持的固定塔系统来分离二氧化碳等等。

(3)国内变压吸附分离二氧化碳的工业应用进展。国内该技术最早由西南化工研究设计院开发出来,1987年,第一套从石灰窑气中提纯二氧化碳的装置在四川眉山县氮肥厂投入运行,1989年第一套从合成氨变换气中提纯二氧化碳的装置在广东江门氮肥厂投产。1995年宁波化肥厂建成一套从合成氨变换气中分离回收二氧化碳的变压吸附装置,1997年云南峨山化肥厂建成一套液体二氧化碳生产装置,2005年四川开元科技有限责任公司改进变压吸附脱碳技术工艺流程,优化工艺配置,并在自动控制系统方面取得了较大的进步。

6 变压吸附分离二氧化碳工艺中存在的问题

(1)需要改进变压吸附循环设计或研发亲二氧化碳的吸附剂材料。事实上,从工厂中排出的废气中,含有8%―10%的水蒸气,尽管进行前处理,但仍然有5%左右的饱和水蒸气不能除去。对于工业废气中含有水蒸气的情形,多数的吸附剂都会先吸附水蒸气,但是这样会大大的降低吸附剂吸附二氧化碳的能力。水蒸气在吸附剂上浓缩,还会与二氧化碳发生反应,生成碳酸,并腐蚀设备。所以,改进变压吸附循环设计,或者研发出亲二氧化碳的吸附剂材料具体重要的现实意义。

(2)压力降的存在对系统产生不利影响。吸附剂引起的压力降也会对系统产生不利影响,对加压、减压、冲洗等都会带来负面影响。为了减缓这种影响,不得不增加操作时间,降低系统压力,这样一来,不仅增加系统的能耗,增加设备的成本投入,还会降低二氧化碳的回收率。

(3)吸附剂的吸附性能和吸附效率受到多方面影响。在工业废气当中,还含有NOX和SOX等污染物质,它们会与吸附剂发生作用,对吸附剂的吸附性能产生严重的不利影响。此外,在吸附过程中,系统温度越低,吸附性能越强,但是在工业生产中,出口废气温度较高,这就必然降低了吸附剂对二氧化碳的吸附能力。

7 结束语

随着温室效应带来的危害越来越严重,减少二氧化碳排放量,减缓温室效应所带来的影响是摆在人类面前的迫切任务。变压吸附分离工业废气中二氧化碳工艺具有显著的优势和特点,它不仅能够节约能源,而且投资小,无污染,能够收到显著的经济社会环境效益,是将来人们研究二氧化碳分离技术的重要方向,在降低二氧化碳的排放量,减缓温室气体效应所带来的危害等方面必将发挥更大的作用。

参考文献

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[2] 徐冬.变压吸附分离工业废气中二氧化碳的研究进展[J].化工进展,2010(1)

[3] 邓丹.变压吸附法脱除烟气中二氧化碳的实验研究[D].华中科技大学硕士学位论文,2008

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Now in our school propaganda low carbon life, I gradually know how to reduce carbon pollution. The beginning of the "low-carbon life". Before I always open the door the lights last night, the water drops from evening until morning, refrigerator and mess around, so that waste water and electricity, and increased the production of carbon dioxide. Can be improved for the sake of our survival environment, low carbon life must starts from me. First of all, low-carbon lifestyle is focus on energy conservation and consumption reduction in every detail of life, in addition to homework reading must turn on the light, other time don't need to open the lamp can't open it as far as possible, so that it can reduce the electric discharge of carbon dioxide. Electrical appliances in the house open can emit carbon dioxide, even small cell phone battery socket terrible can discharge of carbon dioxide, as long as the charger to charge the electricity immediately removed can reduce carbon dioxide emissions. Fridge can neatly as far as possible, so that it can reduce the number of refrigerators work, so as to reduce carbon dioxide emissions. Although air conditioning can give us a cold in the summer, but its outdoor can emit large amounts of carbon dioxide, so we can best use less as far as possible, don't let our earth breathe too much carbon dioxide.

In the later days we must attach importance to "carbon emissions", don't let it harm to our life, let us act together, to protect our beautiful environment.

我一直以为只有汽车尾气,煤炭燃烧这些会排放二氧化碳,没想到生活中处处都有微弱的“碳”势力在侵害着我们大家和我们赖以生存的家园——地球。

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【关键词】二氧化碳 贡献 危害 利用

【中图分类号】X701 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)34-0201-01

任何物体的存在都具有两面性,二氧化碳也不例外,我们要学会既要看到它对人类的贡献,又要看到它对人类的危害。

一 二氧化碳在日常生活中的利

到目前为止,二氧化碳对人类的贡献是巨大的,总体来说有以下几点:

1.灭火

一般条件下,二氧化碳是不支持燃烧的,具有较高的密度,在常压下,液态的二氧化碳会立即气化,将二氧化碳覆盖在燃着的物体表面,可使物体跟空气隔绝。另外,二氧化碳从储存容器中喷出时,会由液体迅速地汽化成气体,从而将周围的一部分热量吸收,起到冷却作用,因此二氧化碳可用于灭火,是常用的灭火剂。

2.工业原料

在化学工业上,二氧化碳是一种重要的原料,大量用于生产纯碱(Na2CO3)、小苏打(NaHCO3)、尿素[CO(NH2)2]、碳酸氢铵(NH4HCO3)等。在轻工业上,生产碳酸饮料、啤酒、汽水等都需要二氧化碳。

3.储藏食品

在现代化仓库里常充入二氧化碳,防止粮食虫蛀和蔬菜腐烂,延长保存期。较低的温度和低氧、高二氧化碳能抑制果实内乙烯的合成和削弱乙烯对果实成熟的促进作用,从而减轻或避免某些生理病害的发生。另外,环境中一定浓度的低氧、高二氧化碳具有抑制真菌病害的滋生和扩展的作用。二氧化碳不会造成谷物中药物残留和大气污染。用二氧化碳通入大米仓库24小时,能使99%的虫子死亡。

4.光合作用

所有绿色植物都进行光合作用,而二氧化碳是一种主要原料。光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和,是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。在农业上,温室里直接施用二氧化碳做肥料,利用植物根部吸收二氧化碳,可以增进植物的光合作用。促进农作物生长,增加产量。在自然界,二氧化碳保证了绿色植物进行光合作用和海洋中浮游生物呼吸的需要。

5.制冷

固态的二氧化碳,即“干冰”,主要用作制冷剂,用飞机在高空喷撒“干冰”,可以使空气中的水蒸气冷凝,用于人工降雨;在实验室里,“干冰”与乙醚等易挥发液体混合,可以提供-77℃左右的低温浴。“干冰”还可做食品速冻保鲜剂。

6.石油、煤层采矿业

作为油田注入剂,可有效地驱油和提高石油的采油率。向油井下注射1吨二氧化碳液体,可增产原油3~5吨。注入地下难以开采的煤层,获得化工所需的合成气体和其他物质。

二 二氧化碳在日常生活中的弊

当然二氧化碳在为我们做贡献的同时,也危害着人类。迄今为止,二氧化碳的危害有以下几点:

1.对环境的危害

二氧化碳增多引起的温室效应,就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加,使全球气温升高的现象。如果二氧化碳含量比现在增加一倍,全球气温将升高3~5℃,两极地区可能升高10℃,气候将明显变暖。气温升高,将导致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将增加,自然灾害加剧。更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没。

2.对海洋的危害

二氧化碳含量增多使整体海洋酸性增大,尤其是越接近海洋表面的海水酸性越大,而且海洋表面酸性更强的海水中所含的氧气和营养物质也相应减少。海水的这些变化影响了很多生物物种,扰乱了海洋食物链,并以目前人们还未知且不能理解的方式改变着生态界的组成。另外一个后果是:海水吸收的二氧化碳气体大大减少了海水中碳酸钙的含量。在海水的二氧化碳气体含量偏高、pH值偏低、碳酸钙含量稀少的环境中,海洋中许多生物要生成骨骼和甲壳就变得困难,这种情况对珊瑚尤其严重,对珊瑚生长有很大的影响――珊瑚会渐渐变白,并有可能最终死亡。

3.对人体的危害

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2、森林采伐:树木会吸收空气中的二氧化碳,减少二氧化碳浓度,并且释放出氧气。而因为全世界的人类大量的砍伐树木,使得可以吸收二氧化碳的树木数量大量减少,因此使得二氧化碳浓度增加。

3、永冻层:地球上25%的土地覆盖着永久冻土,永冻土中含有大量的碳和甲烷气体。而现在根据科学家们的调查显示,永久冻土层正在释放导致全球变暖的碳,这导致全球气候温度变暖。

4、来自农业的甲烷和一氧化二氮的排放:甲烷是细菌在分解有机物的过程中产生的,其主要来自于植物,还有一些是来自于吃草的动物,像奶牛一样的动物也会产生甲烷,而甲烷也是导致全球变暖的一个原因。

5、海平面上升:因为两极冰川的气候变暖,使得那里的冰开始融化进海洋,导致海平面上升。而因为海平面上升,沿海地区的人就要迁移到内部地区,它增加了少数地区的人口密度,并导致这些地区的热量增加。

6、臭氧耗竭:臭氧是保护地球免受太阳紫外线伤害的安全保护层,而臭氧层正在一天天变弱,这是非常危险的情况。而臭氧层变弱的主要原因是工厂排放的烟雾导致的。

7、采矿活动:像煤,石油和其它矿物从地下开采出来的时候,会有大量的甲烷被同时释放出来,而这些矿物本身也含有甲烷,这对于臭氧层有着一定的影响。

8、太阳黑子:太阳表面有不同的像斑点一样的太阳黑子,阻碍了危险的太阳等离子体的形成,而现在太阳黑子现在变得越来越弱,无法阻挡太阳的等离子体,这也是造成全球变暖的主要原因。

9、燃烧化石燃料:化石燃料是增加大气中二氧化碳的原因,如汽车、卡车、公共汽车等大都使用的是能产生二氧化碳的燃料,而且目前大多数国家都是使用煤炭发电,这些都会导致二氧化碳大量增加。

10、人口增加:人口增加速度过快,资源不足,同时也会导致严重的环境污染。而树木的砍伐也是为了给日益增长的人口提供空间以及日常用品,因此人口增长是全球变暖的首要原因。

11、危害是:气温上升,导致冰川融化,海平面上升,沿海城市会被淹没。

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能源是经济增长的基础,所有的发展中国家都面临两难境地,既要发展经济,又要应对、减缓气候变化。在现有理念和技术条件下,如果减少碳排放,就意味着它们要承担经济放缓甚至停滞的巨大成本。这无论从现实和道义上都讲不通。对于中国特别不是一件容易的事情。即使采取较积极的能源政策,包括提高可再生能源和油气等清洁能源的比例,到了2020年我国煤炭消费仍占约60%。

本文将通过用一种新的角度对碳排放现状进行重新分析,提出系列创新理论来减少碳排放、加大碳固定,并以资源化高效利用来保证减排全过程的市场化动力,实现可持续的碳资源循环利用和经济的低碳发展。

一、碳排放现状成因的创新分析

现在学术界认为森林、海洋吸收二氧化碳的能力是有限的,只能吸收人类活动新增排放的很小一部分。但事实上,人类活动产生的碳排放和自然界本来已有的碳循环总量相比只占很小的一部分。仅仅土壤碳呼吸过程中对环境的碳排放就达到3000~5000亿吨,是人类每年约500亿吨碳排放的8~10倍。在2010年时,这个比例曾经是12~16倍。每年全球由于毁林造成碳循环破坏所产生的二氧化碳排放与同期化石燃料燃烧释放量相当,也能证明这一观点

我们也都知道,不论是陆生植物还是水生植物或藻类,都是碳水化合物,绝大多数植物的碳元素的唯一来源就是二氧化碳,植物每生成1kg干物质就要消耗二氧化碳约1.6kg。在进行无土栽培植物的过程中,只要营养液中有少量必要的无机盐,不需要任何有机物,也就是说不需要碳元素,就可以完全保证植物正常生长发育。那么我们在粮食作物种植的过程中施的有机肥为什么能促进作物生长发育呢?其作用主要是有机物在微生物作用下分解产生二氧化碳和热量。没有有机肥,作物不是不能生长,而是长不好,究其原因也是没有足够的二氧化碳来进行高效率的光合作用。试验研究表明,人类生产生活的环境大气的二氧化碳浓度约在100~2000ppm(0.01%~0.2%)内,作物产量随二氧化碳浓度增加而提高。如果把二氧化碳浓度降到50ppm,光合作用就会停止。生产实践中发现,农业温室大棚中夜间二氧化碳气体因植物呼吸作用和土壤有机物分解释放的积累,达到较高水平,在日出前一般都在600~1500ppm之间,日出后作物开始光合作用,温室内二氧化碳浓度迅速下降,如果没有充足的补充,2小时左右二氧化碳浓度将降至100ppm以下,作物处于二氧化碳饥饿状态!

一般认为植物光合作用最适宜的二氧化碳浓度是800~1500ppm,温棚中喷施二氧化碳,将空气中二氧化碳浓度从野外平均浓度200ppm,提高到1200ppm,即达到或接近我们办公室内的二氧化碳浓度,不同品种农作物的生长速度和产量提高了60%~200%。也就是说提高二氧化碳的浓度可以大大改善植物光合作用的条件,促进光合作用,改善植物的养分合成和加工。当然,也意味着植物固定二氧化碳的能力成倍增加。

显然,大自然植物的主要碳元素来源,不是依靠人类活动提供,植物吸收、再利用的碳元素主要来自其附近土壤因其含有的有机物分解,释放的二氧化碳。通过空气对流、扩散带来的二氧化碳只是占有很小的比例。即便是地球大气层二氧化碳浓度上升50%,从280ppm达到现在的约380ppm,这个浓度还是难以让植物的光合作用有大的变化。因此,靠增加水生、陆生植物面积来大幅度增加环境固碳能力的思路是行不通的。

我们曾经到数个化工厂调研,这种工厂通常都有大量的二氧化碳排放,规模都达到每小时数十、数百吨碳排放。交流中,工厂的朋友都不约而同说到一个现象,工厂建成开工短短几年内,周边小环境、小气候发生很大改观,没有进行人工的特殊干预,不毛之地很快变得郁郁葱葱,风调雨顺。感觉植物非常容易生长、发育。我们分析,这应该就是二氧化碳“气肥”起到的“意外”作用。

因此,我们大胆的提出一个结论:自然界的植物碳汇的潜力是巨大的,远远大于人类活动产生的排放。森林植被破坏能造成碳排放快速增加,而通过植树种草产生的碳固定效果则是缓慢和长期的。利用、影响、恢复碳循环来解决碳排放问题,远比通过减少石化燃料消耗、化学利用二氧化碳、直接物理存贮封存、增加森林植被面积吸收等方式更快速有效。

让我们把新产生的碳排放尽可能“捕集”起来,输送到海洋、森林、草原,农田、温棚里去,造成局部二氧化碳浓度大幅度增加,影响碳呼吸、碳循环过程,让植物固碳的作用成倍提高,同时也促进植物的快速生长,农作物产量也大幅度增加。实现低碳、减排、增效多赢的局面。

二、碳排放来源的创新控制

我们现在还有必要分析一下人类工业化过程产生大量碳排放的历史成因。即使到了今天,工业领域和人们日常生活中都把排放二氧化碳当成一件理所当然的事。进行环境评价的时候,排放物里面如果没有特殊化合物,如硫化物、氮氧化物、粉尘即达到清洁排放的标准,排放物含有二氧化碳、水蒸气、热量其实都是局部环境空气的增量和干扰,也将影响局部环境指标,本应同样得到处理。

每个锅炉都有烟囱,煤炭燃烧后碳排放成为习惯,但是仔细分析一下,煤炭的燃烧过程是一个化学反应过程,在生成近4倍重量二氧化碳的同时,释放燃烧热。排放的二氧化碳其实是比燃烧过程释放的热更有价值的资源,目前市场批发价每吨高达500~800元,淘宝零售价更达到每吨一万元。化学产物的价值比释放的热能价值高2~3倍,人们长期以来都是抓了燃烧热这个“芝麻”,扔了燃烧化学产物这个“西瓜”。

造成这个结果也有其历史原因,倒退几十年,烟气中二氧化碳几乎无法回收,回收了也没有什么太多用途,人类当时也没有减少碳排放的环境保护压力。但是今天则完全不同了,回收烟气二氧化碳的技术已经成熟,回收成本低廉,回收的二氧化碳用途广泛。人们也已经认识到碳排放对环境的危害,到了应该彻底处理碳排放、必须处理碳排放问题、可以从根本上解决碳排放问题的时候了。

我们再提出一个建议,对我们人类普遍使用的燃煤、燃油、燃气过程进行改革,让每一台锅炉、每台燃烧装置像化工厂的反应设备那样工作,既利用燃烧反应释放的热量,还要利用化学反应产生的化学产物,把化石资源的价值“吃光榨净”,在减少环境污染物排放的同时,实现效益的大幅度增加,实现低碳、减排、增效的有机统一。

我们还提醒,对于那些建设在远离城市的化工企业、大量碳排放企业,也许没有必要进行碳捕集,只要要求他们周围小环境加强植物培育,相信很快就可以和前面所说的化工企业一样,通过碳排放的“自产自销”,就地实现低成本、高效率、环境友好的碳固定。而那些周围没有大量植被实现碳固定的碳排放企业、碳排放设备,应该加强碳捕集、碳回收,通过城市捕集、野外排放的空间转移、冬季捕集、夏季排放的时间转移,借助绿色植物的光合作用,高效率实现碳固定,同时实现直接、间接创造新的经济效益。

三、碳排放资源化利用的创新

目前工业领域的碳排放比较容易集中捕集,捕集的方法很多,每捕集一吨二氧化碳的成本约合100多元人民币或更低。但近年来碳排放的资源化利用几乎没有大的突破,究其原因是理论界思想观念陈旧,需要进行观念创新和理论创新,才能彻底改变碳排放资源化利用的现状。本文将以干冰作为一种动力转化介质入手,探讨一下碳排放资源化利用的创新。

多年来,有无数的科学家试图让二氧化碳能再次逆变成为某种“燃料”。这些人几乎都在化学逆向反应上做文章。但是这样的过程,都是需要能量,实现燃烧逆向反应也非常困难,而且除了考虑采用太阳能、模拟植物光合作用的方案以外,即便实现逆向反应,也只能算是对高品位能源的储能再释放,得不偿失。

近年来,我们通过对热机的工作原理进行再认识,提出“让热机冷下来”的观点。热机的本质是热量引起介质升温膨胀、做功,加热升温是手段,膨胀增压是目的。人们不应该将热机的工作温段僵化、固定在从常温到高温,而从低温升温到常温也会引起某种介质升温、膨胀,推动活塞、涡轮叶片运动做功,将常温、低温的热量同样转化为机械能。

二氧化碳是个很神奇的物质,常压下,它可以以-78.5℃超低温、固态的形式“干冰”存在;到了约10个大气压的环境中,二氧化碳又会变成液体流动便于输送。用干冰作为工质,可以吸收利用环境介质空气、水的热量受热气化,如果限制在一个封闭的容器中,就可以得到数十个大气压压力的常温二氧化碳气体。这个高压、常温的二氧化碳气体完全可以推动气动机械输出动力做功。由于热机的原理没有改变,热机也无需大的改动,只需要对现有的汽车稍加改进,就可以使得原来消耗燃料,工作在高温温段的发动机,改为利用超低温工质,撬动环境热能参与,让气缸内产生同样大小的膨胀压力来推动活塞,让发动机在常温温段继续工作。

改造前,汽车是带着能源物质,吸入不需要付费的环境空气,燃烧后释放的热量让反应后的混合气体升温、膨胀,高压高温气体的膨胀势能在发动机内转换为动能,带动车辆运动,做功后尚有余热的高温废气被排放到环境中;改造后,汽车是带着超低温的工作介质干冰,通过换热器,吸收不需要付费的常温空气的热量,汽化、气化,升温膨胀,最后是高压常温二氧化碳气体推动发动机运转,带动车辆运动,膨胀释放内能后大幅度降温的低温二氧化碳气体则被排放到空气中。这个过程已经在实验中得到验证。初步估算,让发动机输出同样的动力消耗的“工作介质”体积虽是原来燃料消耗的5~8倍,而综合成本是使用燃料时的近三分之一,相当于又回到了蒸汽机时代,不同的只是工质从水变成了干冰,热量的来源不是依靠燃煤,而是取自于环境空气或水等常温物质。

改装实验中还注意到,干冰首次气化的过程,其实是一个吸热过程,也就是一个制冷降温过程,是一个非常不错的“冷源”,可以在提供动力的同时,为冷藏、冷冻运输设备提供大量冷量;为冷冻法海水淡化设备提供优质冷源。做功后,气体温度因为内能减少而再次下降,又达到-50℃或更低,还可以再次作为冷源输出冷量。

用于改造农用机械,在提供动力的同时,干冰气化后的二氧化碳也成为农作物的气肥,降低了农机使用成本,减少石化燃料消耗,还给农作物、农田施了气肥,一举数得。

冬季使用燃料燃烧供暖的时候利用新型可以回收制备干冰的锅炉回收烟气中二氧化碳,制作干冰的过程也实现燃料燃烧热量的高效率、最大化回收再利用。冬天没有植物,应将干冰储存起来;到了夏天,利用干冰吸热制冷,气化后高压二氧化碳气体推动汽轮机输出动力发电,最终排放的低压二氧化碳气体成为夏季植物的气肥,实现碳排放资源的跨时间、跨空间的高效利用、综合利用。

四、二氧化碳综合利用范例

本文提出解决碳排放的思路主要是设法通过大幅度提高植物生长环境周围二氧化碳的浓度,来充分发挥自然界的植物通过光合作用吸收、固定二氧化碳的巨大潜力来从根本上解决大气层二氧化碳气体积累、增加的问题。实现这个过程主要有碳捕集、碳运输、碳布撒等若干环节。其中碳捕集的有关技术已经相当成熟,本文不再赘述。

二氧化碳的运输曾经是一个较大的问题,因为这个过程中是个消耗能源、成本较高,没有经济回报的过程。现在,利用干冰作为介质,吸收环境的热量,并通过热机转化为动力输出,解决了碳运输过程的高能耗成本的问题。运输过程中少量的消耗其实也实现了某种意义的碳肥“布散”过程。下面通过几个利用二氧化碳的应用范例,来进一步解释说明。

(一)干冰用于森林灭火

森林火灾时有发生,常用的灭火方法很多,但都是常规的手段。以水灭火为例,如果喷洒的消防灭火用水、灭火干粉没有直接喷淋到火源,则几乎不能发挥降温和隔绝空气的作用,即便有条件大量使用,灭火效果也不好。

以前限于经济条件和技术条件,使用干冰灭火都是“高端消费”和“奢侈品”。但是到了今天,干冰容易生产、运输、储存,目前的成本也不高了,应该考虑大量采用干冰这个非常理想的灭火材料来实现森林应急灭火。采用干冰进行森林灭火,制作成一个个干冰炸弹,通过提前布设形成阻火带,通过定时、定温起爆,或者飞机空投,触地爆炸,或者巨型迫击炮抛射、近炸引信引爆。不管干冰是否能接触火源,只要炸碎的干冰颗粒布撒在火源附近、火源的上风口、火源的高处,都能迅速气化实现降低火场温度,隔绝空气阻止燃烧的作用。气化的二氧化碳就像一张巨大的“冷气毯”,覆盖整个火场,并且随着气流的流动自动流向火源,持续气化的干冰还能有效阻止火灾复燃,实现快速、彻底灭火。

最后残留在森林火场的二氧化碳气体,是森林很好的气肥,逐渐被周围的林木吸收,没有任何污染物残留,渗入地下土壤、水分吸收的二氧化碳气体,也有利于火灾现场的植被恢复生长,一举数得。人类使用水灭火,已经数千年历史了,今天该创新、改进一下了,该淘汰这种陈旧、低效率的传统灭火方式了,

(二)干冰作为动力介质

大型渔率在500马力以上,每小时消耗燃油数十公升。需要消耗大量的燃油作为动力。固体二氧化碳(干冰)吸收海水的热量可以气化为50个大气压以上的高压气体,为远洋渔轮提供动力;这个过程中,约10公斤干冰相当于1公斤燃油,输出的动力相当于2~4千瓦时电力。吸热的过程还相当于制冷,提供的“冷量”可以用于冰冻海产品、淡化海水,这10公斤干冰同时累计可以吸收的热量,相当于0.5公斤燃油做功制冷的冷量。10公斤干冰气化过程还能同时淡化产生10公斤以上的淡水。综合估算干冰替代燃油的重量比为6:1,即干冰的使用量比燃油大6倍。而干冰的价格是燃油的十分之一或更低,因此使用干冰的成本是燃油的二分之一,而且实现了真正的“零”排放。

使用干冰作为动力介质,是一个非常好的环保、节能、增效的方案。首先采用的干冰是从其他直接排放到环境中的二氧化碳捕集制取而来,不是增量排放。使用过程中能量的来源取自于环境,没有消耗化石燃料;排放的二氧化碳“尾气”增加了海洋、海平面的二氧化碳浓度,甚至可以直接注入水中,增加了水体的二氧化碳溶解度,促进海洋植物、藻类的光合作用,通过食物链促进了海洋生物、海洋水产资源的再生和恢复,实现安全、低碳、减排、增效、环境友好的综合效益。这种应用方案也同样适用于海岛、远洋货轮、邮轮采用。

我们现在的高铁的每一节车都叫动车,都有独立的动力系统,高铁的车头仅仅是控制室,反而没有动力,合在一起称为动车组。如果每节车厢都能携带5吨干冰作为动力工质,则在运行中可以提供500匹马的动力长达6~8小时。在列车进入人口稠密区域时使用电力牵引,行驶到旷野、草原、森林的时候切换到“干冰”介质的环境热能动力模式,既提供了一种清洁的动力,又实现了碳布撒、碳转移,强化、利用了绿色植物固碳能力,实现了绿色动力。

这些绝非科幻,具体实施过程不存在理论障碍和技术壁垒,推广应用就在眼前。马戏团里表演的大象,都是从小就开始训练的。小象很调皮,故常把小象拴在木桩上。由于小象力量小,经过很多次试验,它都无法将木桩拖出来,时间久了,只要把小象拴在木桩上,它就知道自己无法挣脱,也就会很安分了。小象长成了大象,力大无穷,可以轻松拔起一棵大树,但却能很老实地被绳子拴在木桩上。因为从小的经验告诉它们,木桩的力量比自己大,是唯一可以拴住自己的东西。

基础科学理论确实已经发展完善,但是我们是不是还存在对理论的认识偏颇或惯性思维?应用科学理论和历史生产力发展水平相关,早期提出并沿用至今的一些应用理论肯定存在时代和历史的局限性和不足。《国际歌》有一句歌词唱得好:“要冲破思想的牢笼”。而一旦冲破思想的牢笼,走出思维定势,甩掉那根“木桩”,我们的潜力将会得到极大释放,将会创造各种奇迹。

五、后记

在撰写这篇文章的时候,开始作者的思路是为了解决温室气体对环境的影响,而“科学家们”特别是掌握先进科技手段和话语权的国外“专家”们“一致”认为二氧化碳、水蒸气、臭氧层破坏是造成气候变暖、海平面上升、南极冰川消融的主要原因。但随着相关资料的收集整理,一个意外的结论出现了,碳排放真的是造成气候异常的主要原因吗?

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【关键词】低碳;管理;绿色

随着世界工业经济的发展和生产生活方式的无节制等因素的影响,世界气候面临越来越严重的问题,二氧化碳排放量越来越大,地球臭氧层正遭受前所未有的危机,全球灾难性气候变化屡屡出现,已经严重危害到人类的生存环境和健康安宁。2009年12月7-18日哥本哈根世界气候峰会的召开,让“低碳”这个概念成为国际关注的焦点,进而,“低碳城市”、“低碳交通”、“低碳生活”、“低碳社会”、“低碳政治”、“低碳文明”等一系列新概念及其新对策也应运而生。绿色象征着生命活力、健康向上、温馨和谐,学校是人群聚集的场所,应通过多种方式为师生提供参与可持续发展实践所必须的知识、技能,主要以环境知识为载体,培养学生的探索精神、全球意识、主人意识。从而,实施低碳管理,让绿意充满校园,将为世界气候改善尽微薄之力。

1.形成低碳意识 塑造绿色心灵

低碳意识,就是低碳环保的价值观。低碳是个新近流行起来的词,有些人觉得离自己很遥远。当前,越来越多的市民能意识到节能减排的重要性,但是,大量的人们还不知道何为低碳,也不知道自己每天、每月、每年大约的碳排放量,更不知道碳排放量大的危害,低碳意识的形成迫在眉睫。

低碳,英文为low carbon。意指较低(更低)的温室气体(二氧化碳为主)排放。也就是低能量、低消耗、低开支,主张人们对自己的生活方式或消费习惯进行简单易行的改变,减少全球温室气体的排放。

200多年来,随着工业化进程的深入,大量温室气体,主要是二氧化碳的排出,使全球气温升高、气候发生变化。世界气象组织公布“2009年全球气候状况”报告指出,近10年是有记录以来全球最热的10年。全球变暖已使得南极冰川开始融化,进而导致海平面升高,芬兰和德国学者公布的最新一项调查显示,本世纪末海平面可能升高1.9米,如果照此发展下去,南太平洋岛国图瓦卢将可能是第一个消失在中的岛国。 美国媒体发表的一项研究也指出,地球发烧将给人类的健康造成了巨大的危机:随着二氧化碳水平和温度的逐渐升高,花期提前来临,让花粉生成量增加,使春季过敏加重;物种正在变得越来越“袖珍”,随着全球气温上升,生物形体在变小,从苏格兰羊身上已现端倪;肾结石增加,由于气温升高、脱水现象增多,研究人员预测,到2050年,将新增泌尿系统结石患者220万人;外来传染病暴发,水环境温度升高会使蚊子和浮游生物大量繁殖,使登革热、疟疾和脑炎等时有暴发;温度升高,凉风减少会加剧臭氧污染,极易引发肺部感染;水温升高导致蓝藻迅猛繁衍,从市政供水体系到天然湖泊都会受到污染,从而引发消化系统、神经系统、肝脏和皮肤疾病

一个人不管是吃饭呼吸,还是开车走路,一举一动都在排放二氧化碳,它们可是导致全球变暖的罪魁祸首。据了解,食用一千克肉排放 34.5千克二氧化碳.、一包烟排放 0.15千克二氧化碳、一斤酒排放 0.31千克二氧化碳、一度电排放 0.88千克二氧化碳、一吨水排放 0.22千克二氧化碳、一立方米燃气排放1.97千克二氧化碳、1千克洗衣粉间接排放0.68千克二氧化碳.,驾小汽车每人每公里排放2.84千克二氧化碳,乘公交每人每公里排放0.037千克二氧化碳,乘地铁每人每公里排放0.008千克二氧化碳,座飞机每人每公里排放0.300千克二氧化碳••• 据统计,2009年我国的年人均二氧化碳排放量为4.57吨。

让全校师生不断地深入学习,了解低碳,呼唤出强烈的低碳意识,从而塑造出一颗颗生命活力之心、一颗颗健康向上之心、一颗颗温馨和谐之心,即塑造绿色的心灵,生活中自觉履行环保公民责任,多树立个人碳预算意识,为落实低碳行动打下坚实的基础。

2.落实低碳行动 养成绿色行为

低碳意识,仅靠呼吁是不行的,还需要货真价实地落实。只有让更多社会主体都行动起来,低碳意识才能得到全面、踏实、自觉地落实,从而使人们落实低碳行动、养成绿色行为尤为重要。

2.1 绿化校园。在北京的八达岭,一个碳汇林林场已经成形,它将通过实施造林、森林经营管理、植被恢复等活动,吸收固定大气中的二氧化碳,释放氧气,从而起到减少空气中二氧化碳的作用。全校师生员工都要积极行动起来,开展植树护绿活动,产生“成才林”、“母亲林”•••让校园成为绿色校园、森林校园,以抵消掉自己碳排放的一部分。

2.2 低碳行政。成立以校长为组长,副校级为副组长,中层干部、年级主任为成员的低碳管理领导小组,把低碳管理工作纳入重要议事日程,明确分管领导和责任科室,建立相应的工作机制,责任到位、措施到位、投入到位,确保取得明显成效。

用水,工作人员不定期巡查,杜绝常流水;要求全校师生员工从节约一滴水做起,并注意水的循环使用;提倡大家都喝工程改造过的直饮水,自觉地自备饮水杯,减少对一次性用品的消耗•••

用电,要求全校教职员工做到人走灯灭,人少少开灯,并使用节能灯;长时间不用电脑时,应关闭电源;少用空调,多开窗,空调控制在26度•••

档案管理,利用网络资源,推行无纸化办公。公文的收发,无特殊情况,一律使用“OA”文档收发管理系统完成;提倡电脑上起草、修改文稿,减少纸质传递和印数;除有固定格式的规范公文外,一般文稿提倡小号字排版,双面打印,减少纸张消耗;加强复印机管理,文印员要认真审查复印材料内容和复印纸的领取,从严控制大量复印及私人资料和与工作无关的材料;倡导废纸做便签、纸有空白就可使用•••

生活指导,多走路少开车,多乘公交车少包车;多吃素菜少吃荤,剩菜冷却后再送冰箱;低泡洗衣粉比高泡洗衣粉省水省电省时间,洗衣机开强档比开弱档更省电且能延长机器寿命;衣服多选棉质、亚麻和丝绸,不仅环保、时尚,而且优雅、耐穿;煮食物,水开后,变小火,即将熟就关火•••

2.3 低碳德育。“碳道德”是随着低碳经济的兴起而出现的新道德规范,”碳道德”的基础就是责任。为了实施低碳德育,加强校本培训,建立一支高素质的低碳德育管理干部和教师队伍最为重要。

阅读《低碳经济知识读本》,适时进行知识竞赛,让学生了解低碳;“低碳倡议书”,开展“校园低碳行动,你我共同参与”签约活动;充分利用“3.12”植树节、“3.21”世界森林日、“3.22”世界水日,搞好“校园低碳行动,你我共同参与”主题活动;积极开展校园“低碳行动”“四个一”活动:节约一滴水、一度电、一粒粮食、一张纸;还可搞低碳生活主题的手抄报、征文等活动,促进低碳德育的效果•••

2.4 低碳课改。“低碳”预示着节能减排、低耗高效,低碳课改就是以学生发展为本,节能高效,没有污染,生机盎然的课改,因此,课改管理应是高效的,设施设备应是低耗的,校本培训和校本开发应是实在的,作为课程改革主战场的课堂教学更应是低碳的。

低碳课堂是洗涤心灵、消除污染的课堂。一个比环境污染危害更甚的孩子心灵污染问题,之前却没能引起学校以及家长、教师的足够重视,现在的学生大部分是独生子女,从小长辈溺爱,娇生惯养,很少经历过挫折与惩罚,造成部分学生在与人沟通、待人接物以及课堂参与、合作交流等方面存在心理障碍,在情感、态度、意志乃至个性、习惯等方面出现问题,在世界观、人生观、价值观等方面产生扭曲,成为心理问题学生。作为人类心灵工程师,有责任帮助学生避免受到不健康情绪的影响,清除学生心灵深处的泥尘和垃圾,在提高学科素养的同时提高学生的心理和思想素质。

低碳课堂是节能简约、低耗高效的课堂。著名教育家陶行知先生说过:“凡做一事,要用最简单、最省力、最省钱、最省时的法子,去收最大的效果。”在构成课堂的各要素中,包括学习材料、情境创设、辅助手段(教具、学具、课件)、师生活动(语言、行为)等都应该是精简的、有效的,课堂上的每一分钟,都应尽其所用,不能出现浪费。投入较少的时间和精力,获得最大的教学效益,让每一位学生都有收获、都有提高,应是我们课改实验教师追求的目标。

低碳课堂是关爱生命、生机勃勃的课堂。著名教学专家叶澜教授指出:“课堂教学蕴藏着巨大的生命活力,只有师生的生命活力在课堂教学中得到有效发挥,才能真正有助于新人的培养和教师的成长。”因此,低碳课堂教学应该是一个本真的过程,一个师生智慧共享、心灵沟通、情感交流的过程,一个丰富多彩的生命价值生成的过程,所有的课题都应从促进生命成长的角度,点燃学生智慧的火花,放飞生命灵性,使课堂成为师生灵性涌动的舞台,让课堂因生命而灵动,生命因课堂而快乐。

低碳课改还包括低碳教研、低碳作业、低碳测评•••

数百万人小小的努力加在一起就会有很大的改观。低碳行动还有哪些?需靠每个组织去发现,需靠每个个体去挖掘。作为学校,要激发全体教职员工不断探索低碳行动方式,不断探索低碳行动方法,不断摸索低碳行动经验,逐步让全校师生员工都养成生命活力、健康向上、温馨和谐的绿色行为习惯。

3.强化绩效考核 促进绿满校园

全国政协委员、中央财经大学金融学院教授贺强建议“一切污染都可归结为碳排放,而碳排放都可计量,可以商品化、交易化的,理应上可以金融化”。据了解,一种叫“碳排放计算器”受到了关注和热捧,用它可以计算出我们日常生活的二氧化碳排放量,只要输入每天在衣、食、住、行等生活方面的消费数量,即可算出自己每天向大气中排放“碳”的数量。但是,目前低碳仍缺乏完善的考核指标体系,2011年1月19日,《中国低碳城市评价体系》已出台却在认证中,一旦认证,学校也可参照制定《中国低碳学校评价体系》。当前碳排放量统计倾向于“碳足迹”模式,即倾向于强化政策性指标,弱化可量化指标。

低碳绩效考核应在绿色文化的指引下,主要对管理体系中的各部门、各个体和流程进行考核,综合考虑环境成本和环境效益,关注各部门、各个体和工作流程中节能减排目标的实现情况,让流程不断地优化,具体到每个部门、岗位和每个操作步骤,从中找出持续改进的空间,并形成正向评价。

作为学校,要将低碳绩效考核纳入学校管理的重要组成部分,成为对全体教职员工及各部门业绩考核的主要依据,成为对学生综合素质评价的重要依据。先由学校统一制定《办公室节约措施规定》、《低碳生活50条准则》•••再定期进行考核,采用自评、互评、家长评、社会评等综合评价,评出“环保小卫士”、 “绿色班集体”、“低碳生活佳人”、“低碳管理部”等,并给予奖励。之后,将进行逆向反馈,从反馈中找出绩效考核下一步的改进方向,让绩效考核成为一个动态的循环管理,最后保证目标的实现。

低碳不是一种时尚,而是一种发展观。每个学校都有自己的办学理念,无论如何,都应将“低碳”理念贯彻整个学校管理之中,不断强化全校师生的低碳意识,持续倡导全校师生的低碳行动,并贯彻始终,最终让绿意充满校园的每个角落,为建设资源节约型、环境友好型社会贡献力量。

参考文献

[1] 《低碳管理》版次:2010、10、01 第1版 作者:陈军 出版社:海洋

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在人类的生存过程中,不断地消耗地球的能源,并不断向外界排出有害物质。在众多的有害物质中,二氧化碳就是造成温室效应、环境问题的罪魁祸首。在这个优越的环境里,有不少的人浪费能源,更甚有破坏环境者。很多的能源是不可再生的,所以我们不得不控制二氧化碳的排放量,从低碳出发。

面对着气候变暖的问题,二氧化碳依然是罪魁祸首。而这就是人类不珍惜能源造成的,很多的人都毫不在乎能源的流失,认为能源是用之不竭,取之不尽的。但事实是,能源需要在地球上几百年甚至上一年才能产生。人类不能阻止二氧化碳的产生,所以我们更需要控制我们能够控制的,让我们从低碳做起。

在很多事上我们是可以控制二氧化碳的产生,随手关灯、开关、拔插头,这几步看似简单,但其实真正去做的人并不多,很少人在乎这丁点的资源。不坐电梯爬楼梯,省下大家的电,换自己的健康,很多人因为懒得爬楼梯而去乘电梯,爬楼梯虽然有一些累,但不仅能够省电,还对身体有好处。一次性牙刷、一次性塑料袋、一次性水杯,这些东西不但不耐用,而且浪费了大量的资源,每年都有大量的资源用来造这些没有用处的东西。

在6月1日,中国环境了《中国生态足迹报告》,在50年内中国人均生态足迹足足增长了2倍。居世界第69位,据统计,中国消耗的资源已经超过了其自身生态系统所能提供资源的两倍以上。

随着时代的发展,科技也是日新月异,从以前的马车换成了三轮车至今换成了汽车,在这个时代,汽车给我们带来了很多的好处。但在这汽车好处的背后又有很多的弊处。随着生活条件的优越,生活的富裕,中国人口急速上升,使买车用车的人越来越多,导致二氧化碳排放的量越来越大。地球的臭氧层遭受了巨大的破坏。二氧化碳不仅伤害了人们的健康,甚至还严重破坏了环境,在南极上空上出现了一个巨大的臭氧洞。

低碳生活是一种经济、健康、幸福的生活方式,它不仅不会降低我们的生活幸福指数,还可以使我们的生活更加幸福,更加美好。我们共同生活在这个地球,我们必须为我们的地球献出一份力,让我们为这个共同的家园一起努力,为环境献出一份绵薄之力。保护环境,低碳生活是我们义不容辞的义务。

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一、调查课题:我们身边的低碳生活现状调查

二、调查分工:根据本次调查的课题,在指导教师的帮助下,对五名学生进行如下分工

侯赛茵:负责调查资料的搜集和课题的总体策划;

苏浩男和魏鑫羽:负责发放问卷和入户调查;

王晨曦和刘凌泽:负责调查问卷的整理和解决方案搜集和整理;

三、调查宗旨:科学认真,实事求是,积极倡导低碳生活

四、调查内容:

1.什么是碳拍量?

大家都知道,现在低碳生活成为一种时尚生活.那什么是低碳生活,为什么要提倡低碳生活呢?

首先大家要了解一个概念,那就是碳排放量.了解了碳排放量的危害,就理解了低碳生活的重要性和必要性.碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称.温室气体中最主要的气体是二氧化碳,因此用碳(carbon)一词作为代表.虽然并不准确,但作为让民众最快了解的方法就是简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”.多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难,所以“控制碳排放”对于我们生活的地球是有实际意义的.

2.碳排放与我们生活的联系

在我们的日常生活中,其实是一直都在排放着二氧化碳,比如我们坐汽车要耗费燃油,燃油燃烧就产生二氧化碳,排放在空气中就增加了碳排放.我们每天要看电视用电脑,这些家电都耗费电能,电能的生产是要消耗大量的煤炭,煤炭的消耗也要排除大量的二氧化碳.因此,如何通过节约能源,节制我们的日常生活,如少用空调,少用暖气,少开车,少坐飞机等等,都是属于低碳生活的一部分.

3.如何进行碳排量计算

我们生活中的碳排量是可以计算的.如家居用电的二氧化碳排放量(kg)=耗电度数×0.785.根据这个二氧化碳排放量的计算器还可以算出市民开车、乘坐飞机、吃一个汉堡等到底能排放出多少二氧化碳,从而计算出碳排放量

4.调查问卷的发放

由调查小组设计好问卷,问卷涉及到我们家庭日常生活中的吃、穿、住、行、玩,这些方面我们都采取了哪些方式,与三年前比,我们的增长了还是下降了.然后被这些问卷在锦州市范围内发放,送到住户里,然后定期收回,进行统计分析.

五、调查分析:我们生活中的碳排量比三年前增加6%

我们共发放了100张问卷,收回100张,有效问卷98张.根据这些问卷调查问题分析如下:

1.锦州家庭汽车使用量比三年前增加了30%,这也就是说,就出行汽车消费,比三年前的碳排量增加了30%.但是由于汽车还不是锦州家庭出行的主要工具,所以次指标增长幅度很大,但总量很小.

2.家电的更新换代较多,节能型家电逐渐被市民认同,所以家电的电耗费量增长只有3%.

3.锦州人吃穿的消费增长量逐渐下落,吃的逐渐趋于绿色,早市、夜市红火,所以按碳排量计算器的计算,吃穿的碳排量增长幅度只有1%.

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关键词:液态二氧化碳、工艺流程、设备、安全

中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:

Abstract:Process design, selection of main equipments and security measures were introduced for a15m3 industrial liquid carbon dioxide filling station.

Key word:Liquid carbon dioxide、Technological process、Equipment、Security

1.引言

二氧化碳是一种用途很广的化工原料,被广泛用于焊接保护气、大棚气肥、烟丝膨胀剂、超临界萃取剂等,作为化学碳源大量用于尿素、碳酸酯、聚碳酸酯、阿司匹林和合成甲醇的生产。工业上二氧化碳以液态或固态的形式储存。固态二氧化碳(干冰),直接由气体冷却变成固体,温度升高时,干冰升华直接变成气体,因空气中的水分不可避免地会凝结在干冰上,使干冰升华时产生的二氧化碳气体中含有大量水分,所以固态二氧化碳不能用于工艺上对二氧化碳纯度有较高要求的生产中。工业上使用的瓶装液态二氧化碳存储、运输方便,成本低廉,使用广泛。

2.充装站工艺介绍

2.1.工艺流程简介

液态二氧化碳经低温槽车送至储罐区,并充装至液态二氧化碳储罐,液态二氧化碳经低温液体泵加压后充装至二氧化碳钢瓶。

2.2.工艺流程框图:

液态二氧化碳充装流程图

3.主要设备选型3.1.液态二氧化碳储罐3.1.1.储罐选型液态二氧化碳储罐按隔热方式分类,大致有以下3种:(1)真中粉末隔热隔热方式为夹层抽真空,填充粉末(珠光砂),常见于小型液态二氧化碳储罐,由于其制造技术成熟,维护相对方便、灵活,目前使用较多。

(2)正压堆积隔热

采用绝热材料,夹层通氮气,绝热层通常较厚,主要用于大中型液态二氧化碳储罐和储槽。

(3)高真空多层隔热采用高真空多层缠绕绝热,多用于槽车。综上所述,本工程采用的是卧式圆筒形真空粉末液态二氧化碳储罐。

3.1.2.储罐的工艺参数

本工程选用15m³卧式储罐1台。其主要工艺参数如下:

型号:CFL-15/2.16工作压力:2.16MPa设计压力:2.20MPa工作温度:-16℃设计温度:-20℃容积:15m³

外形尺寸:Φ2416X7490mm3.2.液态二氧化碳充装泵3.2.1.充装能力液态二氧化碳充装泵的充装能力根据高峰小时充装量确定,并留有一定裕量。本工程高峰小时充装量为960L/h。固选用型号为“BPCO2-600-1200/10”的低温液体泵。

3.2.2.主要工艺参数

型号:BPCO2-600-1200/10

形式:卧式、单缸、活塞泵

工作介质:二氧化碳

流量(液体):600~1200L/h

最大出口压力:10MPa

入口压力:1.38~2.2Mpa

电机形式:调速电机

电机功率:7.5KW

3.3.二氧化碳汇流排

二氧化碳汇流排根据生产能力确定,并留有一定裕量。本工程的生产能力为150瓶/天,每天工作8小时。固选用型号为“GR-6”的二氧化碳汇流排,共6个接头,材料为06Cr19Ni10。

4.安全设计4.1.危害分析液态二氧化碳是二氧化碳储存和输送的一种有效的方法,在实际应用中,用户使用的是高压钢瓶气化后的二氧化碳,因此,在考液态二氧化碳设备或工程的安全问题时,不仅要考虑二氧化碳窒息作用的危险性,还要考虑液态二氧化碳存储于储罐时的低温特性和储存于高压钢瓶时超压爆炸危险性。二氧化碳本身无毒,但在高浓度时有窒息作用。当空气中浓度高于3%时就会出现呼吸困难、头痛、眩晕、呕吐等窒息症状;浓度高于10%时,可引起视力障碍、痉挛、呼吸加快、血压升高、意思丧失等严重症状;浓度达到25%以上时,能出现中枢神经的抑制、昏睡、痉挛以及窒息死亡。液态二氧化碳存储于低温储罐中,如果发生泄漏,液态二氧化碳会迅速气化,由于二氧化碳气体密度比空气大,容易向下积聚,会造成窒息;泄漏的液态二氧化碳温度较低(约-16℃)会导致灼伤、冻伤、体温降低等。另外,液态二氧化碳储存于高压钢瓶内,一旦充装过量,爆炸危险性极大,因为钢瓶的容积是一定的,而且又是封闭的,瓶内的液态二氧化碳随着温度的升高,其体积必然膨胀,但它又必须受钢瓶容积的的限制,一旦液体膨胀满了钢瓶的全部空间以后,膨胀即转为压缩,由于液体的压缩性很小,以致反作用于瓶壁的压力剧烈增高,当钢瓶承受不了持续升高的压力时,就会发生爆炸,从而造成人员伤亡和财产损失。因此,在设计中都必须采取必要的措施。4.2.安全考虑对于液态二氧化碳的充装、储运的各个环节,主要考虑的安全问题就是如何防止储罐中液态二氧化碳泄漏;防止液态二氧化碳充装系统超压,引起超压排放;防止钢瓶过量充装,引起超压爆炸。同时,还应考虑,由于低温特性,管道、管件材料选用的相关问题;液态二氧化碳系统安装与运行温差大而引起的管道变形的问题及进行液态二氧化碳充装操作时,操作人员的防护等。

4.2.1.有关规范

本工程在消防方面主要执行的是《建筑设计防火规范》(GB 50016)中的相关条款。同时,工艺设计中还应遵守《液化气体气瓶充装规定》(GB 14193)及《液化气体气瓶充装站安全技术条件》(GB 17265)的相关规定。4.2.2.设计措施(1)紧急关闭系统在液态二氧化碳储罐的底部进液管和出液管均装设了气动紧急切断阀,在紧急情况下,可在储罐区或控制室就近切断。紧急切断系统可控制液态二氧化碳的连续释放产生的危害。(2)控制系统

液态二氧化碳储罐液位设置高液位报警,防止卸车时储罐充装过量导致液态二氧化碳泄漏。液态二氧化碳充装泵的出口管线上设置压力表与充装泵联锁,当系统出现异常导致充装压力升高时,自动停泵。钢瓶的称重衡器设置超装报警装置,防止钢瓶超装发生事故。此外,还设有一些温度、压力检测项目,以实现安全控制。(3)安全泄放系统在密闭情况下,液态二氧化碳会受热膨胀,引起管道内压急剧升高会导致管道发生破裂,因此,在液相管道两道阀门之间加设安全阀。此外,液态二氧化碳储罐也设有安全阀,一旦罐内压力过高,安全阀起跳,可将超压气体排出,保护储罐。(4)阀门、管道及管件

本工程管道材料选06Cr19Ni10(GB/T 14976),管径按工艺流程流量配置。

管件:带颈对焊法兰(材料采用06Cr19Ni10),不锈钢金属缠绕垫片及相匹配的紧固件。