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1、1,低碳经济下煤化工的科学发展2011.12,2,1 概述2 煤化工在低碳经济中的地位3 排放CO2的危害4 节能降耗是减少排放CO2的重要措施5 CO2 的处理6 低碳经济下煤化工发展的主攻方向7 结论,3,1 概述,4,“低碳经济”(Low Carbon Economy)的说法是在2003年的英国能源白皮书我们能源的未来:创建低碳经济中提出的。,5,全球变暖导致海平面加速上升;南北极冰山漂移、喜马拉雅山雪线上升;到2100年，海平面将上升1米。到2050年纽约，上海，东京将淹于水中。,6,正是在这样的大背景下，“低碳经济”的概念应运而生。随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境
2、问题及其诱因不断地为人们所认识。,7,20世纪90年代，丹麦遵从欧盟减排目标，以在成员国内部承诺二氧化碳（CO2）减排21为国家目标，采取了多方面措施控制CO2排放并收到了预期效果，为全球做出了榜样。,8,我们需要这样的一种低碳经济模式，即以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式。毫无疑问，这是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大科技进步生态文明。,9,低碳经济的四大特征(1)提高能源的利用率(2)降低所有的污染排放(3)针对所有温室气体：CO2，CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6(4)采用低碳或非碳能源：太阳能、风能、核能、地热能、生物质能，实现绿色GDP。,10,2 煤
3、化工在低碳经济中的地位,11,排放CO2量最大的不是煤化工，而是热电工业。客观来说，热电工业是这样一种工业：把动力、温暖、光明送给人类，但也侵蚀着人类的环境。,12,2006年我国用煤分布 亿吨,13,然而为什么在排放CO2问题上，煤化工受到很大压力呢？主要是目前各地的煤化工规划太大，动不动就是上百万吨规模的甲醇、二甲醚、烯烃、煤制油。自己把自己放到被告席上，,14,这个问题不公平，那些炒房的投机者为了谋取钱财，美其名曰“投资”，从来没有在CO2排放的问题上受到真正的谴责。2010年，正是它们把粗钢产量推到6.2665亿吨、把规模以上水泥的产量达到18.68亿吨，导致CO2的排放居高不下。,1
4、5,温总理的话,公平和正义比太阳还有光辉,16,3 排放CO2的危害,17,地球上CO2的积累引起的温室效应，已经给人类的生活带来严重的影响，直接后果是全球变暖，其中有些对人类来讲是灾难。,18,地球大气层中的CO2,19,(1)给沿海地区带来灾难：两极和高山的冰川融化，海面上升，将使沿海低地淹没、沿海土壤盐碱化、海水倒灌、洪水加剧、破坏港口及影响航运等。(2)气候带移动带来复杂的影响；对农业、牧业、林业、渔业都产生令人难以想象的各种复杂的影响。,20,2007年 世界上排放CO2前10位的国家,21,4 节能降耗是减少排放CO2 的重要措施,22,我国的能源利用率比较低，单位GDP能耗是美国
5、和日本的3倍以上。政府的目标是每年平均降低4%。五年来 GDP能耗下降了19.1%。到2020年，单位GDP能耗、二氧化碳排放要降低40%-45%。,23,我国政府还决定：通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动,到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15左右;通过植树造林和加强森林管理,森林面积比2005年增加4000万公顷。,24,从目前的世界经济波动来看，煤化工大发展遇到了相当大的困难，但步伐不能停止，但愿我国下一个煤化工大发展周期是“节能节水降污减排”改造。,25,几十年合成氨工业发展的历史，就是节能降耗的历史。七十年代的天然气制合成氨的吨氨能耗为42Gj，到上世纪末
6、是29Gj，现在可以低于28Gj。三十多年来合成氨工业的进步，主要就体现在能耗的降低上，也就是能量利用率的提高。,26,5 CO2 的处理,27,CO2处理的问题现在国际上的叫法是CO2的捕捉和封存。在化工上，CO2的捕捉也叫脱碳。历史上，脱碳的方法很多，早期的水洗、热钾碱溶液、苯菲尔溶液、碳酸丙烯酯、环丁枫、醇胺溶液、NHD（聚乙二醇二甲醚）、低温甲醇洗等。后两者主要用于在原料气中存在H2S的情况下，同时脱硫脱碳。,28,目前关于处理CO2的办法中，存在不少误区，有的办法是无效的，有的办法是在帮倒忙。,29,5.1 有效行为,(1)深埋地下封存：目前，这个方法在欧洲受到青睐，不仅有研究机构，
7、而且已经在IGCC电站中进行示范运用。据国际能源署预测，到2020年，全球将花费560亿美元，用于建设100个类似的碳封存项目；2021至2030年，相关资金投入将达到6460亿美元。,30,针对我国的具体情况有一定的难度：煤化工企业不在油田上。注入地下的CO2随着油田开采的深入，回到地面的CO2数量将不断增加。单纯将CO2封闭在地下的办法困难比较大。特别是我国的地形特殊，山地很多，地震活跃。,31,(2)温棚吸碳将工业排放的CO2，用管道输送到农田的温棚中，就是“温棚吸碳”技术，或“温棚CO2施肥技术”。这个方法也已经在某些果园和花棚中使用。在花棚中使用，能使花朵更加鲜艳。在果园中使用，能使
8、水果更加饱满。,32,(3)植树造林森林和绿地是回收CO2最好的办法，主要依靠大自然的阳光、水的力量，在光化学的作用下，将CO2 转变成有机化合物，同时提供O2，真乃一举两得，缺点是投资较大。,33,绿地吸收CO2的能力,34,1公顷阔叶林每天能够吸收1.0吨CO2。一个年产16万吨的合成油厂需要有3156公顷阔叶林相拌，即31.56平方公里阔叶林地。煤化工应与绿地为伴侣！,35,在饮食业中，CO2循环利用技术是指利用CO2的物理特性来实现CO2的资源化利用的技术，如用CO2制作干冰、灭火剂、制冷剂、食品添加剂及超临界萃取剂等。,5.2 无效行为,36,这样的利用只是一种企业行为，该用就用，不
9、必借用吸收温室气体的名义，这件事与减排温室气体和低碳经济无关，CO2仅仅是一种媒介，用完后仍然回归大气，不能减少大气中CO2的含量。,37,5.3 逆效行为,38,仅仅用化学能是不可能将CO2转化为其它化学物而使CO2的排放减少。这个结论也许大家都明白，但是在实际工作中，总有一股力量在又千方百计地想只用化学能将CO2转化为其它化学物使CO2的排放减少。,39,(1)CO2加氢制甲醇、二甲醚,一些商界认为：CO2是重要的碳一化学原料，可以合成多种化工产品。于是推荐用CO2制取甲醇和二甲醚，认为可以利用这种方式把目前排空的二氧化碳利用起来。,40,这个例题它不成功的原因，就是因为在矿石原料制H2的
10、过程中会产生大量的CO2，也就是说用CO2作原料生产甲醇和二甲醚后，新产生的CO2更多，使大气中的CO2越来越多。,41,用CO2加氢制取甲醇，CO2越来越多,42,(2)用CO2制取CO,用CO2和O2在灼热的焦碳上通过，可以得到CO。国内有的单位用于甲醇低压合成醋酸的工业中。实际上，原料中还要用到焦炭和纯氧。焦炭的来源是煤，纯氧的制备要耗电或者水蒸汽，电或水蒸汽的来源也是煤,这个过程要产生大量的CO2。,43,用CO2制取CO，CO2 越来越多,44,(3)CO2加甲烷制合成气,用甲烷与二氧化碳重整制备合成气，这个反应作为甲烷蒸汽转化的补碳是可行的，在工业中为了防止催化剂结碳，还要加入一定
11、量的水蒸汽。但是如果单独用于“消除”CO2，是不能达到目的的。在这样的工业过程中，用CO2和CH4制取CO+H2，CO2 会越来越多。,45,用CO2和CH4制取CO+H2，CO2 越来越多,46,(4)小结,上述这些例题，只用化学能将CO2转化为其它化学物使CO2的排放减少，是办不到的，无论这些方法设计得多么巧妙，它的目的永远达不到，实际上，这是物理学中永动机的变种。,47,6 低碳经济下煤化工发展的主攻方向,48,把低碳经济作为煤化工的指导原则，就是尽量少排放CO2。这就是说，煤化工的规模应该受到控制，已经饱和的产品尽量不再上新的装置，与石油化工产品一致的产品品种，也应控制在一定的范围内。
12、,49,煤化工的主攻方向应该以国家最需要为原则，适度发展煤制柴油、煤制甲烷，以满足400万公里的公路运输用燃料和13亿人口的家庭用气。,50,近年来我国各地煤化工的热度越来越高，规划越做越大。假定煤化工发展失控，统统运行后一年要用多少煤。,51,煤化工发展失控状态下的用煤量万吨(5000Kcal/Kg)(20.934Gj/t),52,7.结论,53,(1)低碳经济是一种现代化的高效经济模式，我们应该积极支持;(2)要区别应用CO2和消除CO2的之间的差别;(3)单纯用化学方法不能消除CO2，任何精心设计都是徒劳的;(4)植树造林是首选的消除CO2的方法;(5)低碳经济下煤化工发展的主攻方向应该是柴油和甲烷，数量一定要适当；(6)煤化工的发展不要失控，而是要有一个科学发展的规划;,54,谢谢!,
