大型天然气净化厂硫磺回收装置尾气SO_(2)减排技术

GB 39728—2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》对新建及现有天然气净化厂硫磺回收装置大气污染物排放限值提出了更高的要求。为降低尾气SO_(2)排放浓度,实现含硫废气资源化利用,对高含硫天然气净化厂硫磺回收装置工艺技术进行了优化:(1)开发大型硫磺回收装置液硫池含硫废气回收工艺,将液硫池废气引入克劳斯炉进行硫元素回收;(2)开发大型硫磺回收装置深度热备开工技术,建立酸性气联通网,减少开工期间SO_(2)排放;(3)开发大型硫磺回收装置绿色停工工艺,利用热氮吹硫实现绿色停工。技术优化后,装置负荷100%时,尾气SO_(2)质量浓度可降至197 mg/m^(3),减少排放40%;停工期间,尾气SO_(2)排放浓度远低于甲烷吹硫模式,平均值可达237 mg/m^(3),满足GB 39728—2020对大型硫磺回收装置的SO_(2)排放要求。

碳中和视域下四川省能源消费CO_(2)与大气污染物协同减排研究

化石燃料的使用是CO_(2)和大气污染物的主要来源,两者具有同源性。在中国提出碳中和目标背景下,各省份均面临较严峻的减排形势。四川省是中国优质能源供应基地和西部经济高质量发展的重要增长极,减排责任尤为重大。基于2011—2020年的四川统计年鉴和中国能源统计年鉴相关数据,设计基准、低碳和强化低碳3个情景,通过Leap模型对四川省2022—2050年的能源消费量和CO_(2)、大气污染物排放量进行预测,并分析不同情景下CO_(2)和大气污染物的减排效果,最后基于分析结果提出相应建议。

中国钢铁行业CO_(2)排放特征和减排路径研究——基于ARIMA-LEAP模型

为了消除对于未来粗钢、钢材以及生铁产量预测主观性,基于时间序列中的ARIMA模型,对未来相关产量进行客观预测,构建了中国钢铁行业ARIMA-LEAP模型,并以2020年为基准年,每5a为时间节点,研究了2020~2030年中国钢铁行业不同情景下全流程及各工序的CO_(2)排放情况.在技术进步中考虑了氢还原炼铁技术,在能源结构调整中考虑了发电方式调整,在此基础上分别设置了4种单一情景和4种组合情景来研究其减排潜力.结果表明,4种组合情景下的含有规模减排的3种组合情景CO_(2)减排潜力均高于单一情景.其中SUR+TER､SUR+STR和综合减排情景可以在2030年实现达峰,达峰年均为2021年,达峰时CO_(2)排放量分别为13.225亿t､13.359亿t和13.289亿t.单一情景中相较于基准情景CO_(2)减排量由高到低依次为:规模减排情景(SUR)、结构减排情景(STR)、技术减排情景(TAR),在2030年相对于基准情景的减排量分别为493.1Mt、247.8Mt以及105.1Mt.借助LEAP模型的能源核算以及CO_(2)排放核算功能,研究了综合减排情景下2020~2030年不同工序,不同能源的CO_(2)排量,其中CO_(2)排放较多的3个工序为炼铁､轧钢以及烧结工序,产生CO_(2)较多的4种能源为洗精煤、喷煤粉、电力以及焦炭,其中洗精煤CO_(2)排放量更是达到10Bt级,而其余3种能源也达到Bt级.确定了中国钢铁行业CO_(2)排放特征.对技术减排以及结构减排成本进行简单比较,制定中国钢铁行业CO_(2)减排路径.

徐州市不同行业CO_(2)排放量测算及减排措施

在城市发展过程中,准确计算城市碳排放量对优化和指导CO_(2)减排路径至关重要。通过收集26年的徐州统计年鉴,运用碳排放因子法计算了徐州市化石能源、家庭燃气、水泥、钢铁、化工、电力和交通运输的CO_(2)排放量。结果发现徐州市1995—2020年各行业CO_(2)排放量情况为:化石能源消费CO_(2)排放量为2.765 18×10^(7)~1.335 63×108t,家庭燃气CO_(2)排放量为0.931×10^(5)~5.275×10^(5)t,水泥行业CO_(2)排放量为1.050 185×10^(7)~3.894 500×10^(7)t,钢铁行业CO_(2)排放量为0.565 9×10^(6)~8.195 7×10^(6)t,化工行业CO_(2)排放量为0.722 8×10^(6)~4.411 4×10^(6)t,电力行业CO_(2)排放量为0.690 87×10^(7)~3.339 01×10^(7)t,交通运输CO_(2)排放量为0.658 0×10^(6)~7.340 3×10^(6)t。徐州市政府应根据各行业CO_(2)排放特点,从加大政策扶持、加强碳汇利用、倡导低碳发展和研发清洁能源等角度合理制定减碳措施。

微藻生物固定CO_(2)耦合污染物减排技术应用及展望

“碳达峰”与“碳中和”(“双碳”)是传统工业面临的巨大挑战,如何实现减污降碳协同增效愈加重要。微藻光合作用能固定CO_(2),还可利用废气及废水等作为营养源生长,减排污染物的同时实现生物质增值,是有望助力“双碳”战略目标的新型生物技术路线。基于微藻固碳减排技术的发展现状,探讨了微藻光合作用固定CO_(2)的机理;综述了影响微藻固碳效率的无机碳源、传质、光源、温度及pH值等关键因素及强化策略;深入分析NO_(x)、SO_(x)等在微藻培养体系中的溶解、传输、吸收利用及转化机理;系统探讨了微藻减排烟气污染物的方法和技术路线;进一步归纳了在污水处理以及重金属处理方面的作用机理和潜力;围绕微藻生物质的高价值转化以及产业化应用等方面开展了相关综述。最后讨论了微藻生物技术当前实践面临的挑战和未来前景,为“碳中和”探索协同减污降碳的技术方法、开发应用及工程实践提供参考。

燃煤电厂CO_(2)捕集的减排效率研究与展望

为了客观评价不同CO_(2)捕集技术的能耗水平,判别CO_(2)捕集技术的有效性和经济性,提出减排效率概念和计算模型。CO_(2)减排效率表示某种CO_(2)捕集技术的有效减排能力,即捕集单位CO_(2)所发生的CO_(2)有效减排量,减排效率模型对CO_(2)捕集技术的能耗进行归集和平准化计算,其值越大表明减排效果越佳。利用减排效率模型测算,目前我国燃煤电厂CO_(2)捕集技术的减排效率理论极值为98%,燃烧前、燃烧中和燃烧后捕集技术的减排效率分别达到80%、70%和58%~68%。经工程应用实践验证,减排效率模型能满足评价要求。最后对CO_(2)捕集技术的发展进行了展望,认为未来随着捕集技术的不断进步和创新,CO_(2)减排效率将超过90%。

耦合绿电煤气化生产化学品过程CO_(2)减排潜力

耦合可再生能源生产的绿电为煤气化反应供热以消除燃烧供热实现自热平衡的影响,不仅可有效降低气化过程CO_(2)排放量,还能提高合成气氢碳比(H/C),从而降低以煤气化为源头生产化学品的水煤气变换工段中CO_(2)排放。对不同类型的常规气化反应器和相应的耦合绿电反应器进行建模与模拟,判明合成气组分的主要影响因素,分析了温度对合成气组分的影响,探讨合成气H/C随温度变化规律,并计算不同化学品生产过程的CO_(2)减排潜力。结果表明,耦合绿电的气化反应器合成气中CO_(2)排放较常规气化反应器分别减少了12.63%(固定床)、11.01%(气流床)、9.23%(输运床)和5.12%(流化床),且H/C呈上升趋势;温度对合成气组分影响较大,热解解耦和气化反应的反应器一定程度上影响合成气组分;温度低于1500 K时,H/C随温度升高而降低;温度高于1500 K时,H/C随温度升高而缓慢升高;耦合绿电煤基化学品生产过程CO_(2)排放大幅减少,操作在更低温度和压力的气化反应器具有更高的合成气H/C和CO_(2)减排潜力;耦合绿电的固定床系统效率优势明显;考虑到耦合绿电的高温反应器存在的技术困难,耦合绿电的固定床、流化床和输运床反应器更具可行性。

面向电力传输的大气污染物及CO_(2)减排效应研究

由于优化电力配置后不同地区污染负担被重新分配,政府开展了空气污染减排政策。为此,文章提出研究面向电力传输的大气污染物及CO_(2)减排效应。对全国全部监测站点的电力传输数据进行分析和统计,选择QIO模型模拟2022年的年均电力传输量,估算不同省份的大气污染物及CO_(2)排放量;按照获取数据结果选择对应减排措施,以工业发达城市作为减排模拟区域,分别对大气污染物及CO_(2)实行减排措施。综合减排模拟结果来看:对SO_(2)、NO_(x)、CO_(2)。减排量贡献最大的措施为“工业设施改燃”、对PM_(2.5)、PM_(10)、PMTSP减排贡献最好的措施是“淘汰自备电站”。

基于遥感监测的大气污染物减排成效评估——以湖北省“十一五”以来SO_(2)与NO_(x)减排为例

我国从“十一五”开始实施了一系列严格的大气污染物减排措施.然而,由于大气污染源复杂多样,尤其对分散污染源监测上存在盲区;相关的统计数据可能无法准确反映切实的减排成效.卫星遥感技术作为一种大范围全覆盖的监测手段,能反映大气污染物的时空变化趋势,从而客观反映减排成效.因此,研究通过对OMI卫星遥感长时序大气污染监测产品的时空趋势分析,解析了湖北省内“十一五”以来SO_(2)与NO_(x)减排成效,结果显示湖北省内大部分地区SO_(2)浓度呈显著下降趋势,NO_(2)浓度则无显著变化趋势,宜昌、荆门等地区表现为显著增加,亟需重点关注.

“双碳”目标约束下企业CO_(2)协同减排路径研究

以贵州省凯里市某制浆造纸企业为对象,在“双碳”目标约束下,对该企业CO_(2)排放核算与减排路径进行研究。采用温室气体核算体系确定某制浆造纸企业排放边界、识别排放源、收集活动水平数据、通过筛选适宜排放因子,对企业生产活动、能源使用和废水处理过程CO_(2)排放进行核算,结果表明化石燃料燃烧是主要排放源,过程排放和能源消耗亦贡献部分排放。而对企业内部管理和技术水平提升协同减排措施进行实验测试,也证实CO_(2)协同减排路径在提高能源利用率和降低成本等方面的有效性,因此研究结果为行业实施“双碳”目标提供了策略方向。

基于环保的石灰煅烧工艺中CO2减排技术研究

深入分析了石灰石高温烧制过程中二氧化碳的主要释放阶段,并评估了这些排放对生态环境的潜在影响,本篇论文详尽探讨了当前用于降低二氧化碳排放量的多种技术,并对其功效及经济合理性进行了评估,研究焦点涵盖了现有减少排放技术之全面评价,以及针对新兴技术之未来趋势进行分析,该文献阐述了若干针对环境的保护策略,其目的在于通过革新与优化石灰的烧制流程,以达到显著减少二氧化碳排放量的效果,本篇运用一系列科学手段,目的在于为具体行业提供实施性强、效果显著的解决策略,进一步推动环境保护工作的深入进行,并有助于生态系统的平衡维护。

水泥生产过程中CO_(2)减排潜力措施

文章旨在探讨水泥生产过程中CO_(2)减排的潜力措施。介绍了水泥的生产过程及CO_(2)排放来源,并提出了减排措施,包括使用替代燃料和原材料、能源效率提高、碳捕集利用与储存、流程优化和创新。通过对案例和成功项目的分析,总结出水泥生产过程中CO_(2)减排措施的关键因素,同时,探讨了国际和国内政策框架对促进可持续水泥生产的作用,评估了减排措施的经济和环境影响,以期为政府管理部门和水泥生产企业制定相关政策提供参考。

油气产业氢能利用的经济性与CO_(2)减排效益分析

中国在实现“双碳”目标和新型能源体系的构建过程中,油气产业发展中氢能利用具备独特的地域、技术和基础设施等优势。为此,总结了氢能产业的技术特点和油气产业发展氢能的优势,提出了4种典型的油气产业氢能发展路径,并运用蒙特卡罗模拟方法,从平准化成本和CO_(2)减排效益2个方面分析了各路径在不同资源禀赋条件下的发展趋势。研究结果表明:(1)蓝氢路径中,煤制氢耦合碳捕获与封存技术可以凭借其成本和CO_(2)减排优势作为油气产业氢气清洁化生产的过渡路径;绿氢路径的CO_(2)减排效益优于蓝氢路径,可以作为中长期的发展路径。(2)在天然气资源丰富、价格低于1.38元/m3的地区,天然气制氢耦合CCS技术具有较好的经济性和CO_(2)减排效果。(3)年光照有效发电小时数大于1390 h的油气田布局光伏制氢向加氢站供应清洁氢气将具有一定的经济可行性。(4)2030年,油气产业布局海上漂浮式风电制氢+天然气掺氢混合使用的业务在风力条件优越、年有效发电小时数大于2900 h的资源区将具备可行性。(5)其他资源区氢能利用路径的经济性则依赖于技术进步速度、碳市场价格和政策补贴力度。结论认为,氢能可以担当化石能源和可再生能源之间的桥梁作用,有助于持续推动能源体系向深度脱碳化发展。

CO_(2)捕捉技术在船舶减碳中的应用分析及展望

船舶碳捕集技术成为当前减少船舶碳排放的重要解决方案之一。针对短期内减少船舶尾气CO_(2)排放的问题,本文系统梳理了CO_(2)捕捉技术及其在船岸的应用和发展;通过对比分析法得出不同方式的CO_(2)捕捉技术的成熟度及优缺点,并在此基础上深入分析了目前CO_(2)捕捉技术在船舶应用中存在的捕捉效率不高、运行成本较高、政策标准不完善等方面的问题;提出了未来船舶尾气碳捕捉技术发展方向及建议,为商船碳捕集技术的更深入研究和推广应用提供更多思路和参考依据。

堆肥过程氨气、硫化氢协同减排研究进展

有机固体废弃物年产生量快速增长成为全球面临的巨大挑战,好氧堆肥技术是有机固体废弃物资源利用的主流技术之一,但堆肥过程中微生物剧烈活动,有机质不断分解,往往产生大量恶臭气体并释放到空气中,特别是氨气(NH_(3))和硫化氢(H_(2)S),对人畜健康和环境质量造成严重影响。本文重点总结了有机固体废弃物好氧堆肥过程中NH_(3)和H_(2)S的产生机制及转化途径,从内源参数控制(C/N、曝气量、初始含水率、初始pH)和外源物质添加(化学添加剂、物理添加剂、生物添加剂)两个方面分别介绍了NH_(3)和H_(2)S的协同减排技术,并基于研究现状对未来该领域的研究方向进行展望。已有研究表明,堆肥各参数之间相互影响、相互作用,需要协同考虑、整体优化,仅靠调控堆体内源参数发挥的作用有限,在优化内源参数的基础上,耦合外源物质添加,可进一步提高堆肥过程中NH3和H2S的减排效率,有助于推动好氧堆肥技术绿色、高效发展。

吉林省农田温室气体N_(2)O减排潜力预测

N_(2)O是一种重要的温室气体,农田是其主要排放源之一。探究N_(2)O减排潜力不仅可为农田碳减排措施提供理论和技术支持,还可为我国“双碳”目标的实现提供科学依据。为减少吉林省的N_(2)O排放量,本文根据吉林大学功能农业基地(珲春)温室气体排放数据,利用脱氮-分解作用(DNDC)模型进行点位模拟、结果验证和敏感度分析。同时,对吉林省1991—2020年玉米种植条件下N_(2)O的排放情况进行区域模拟,得到农田N_(2)O排放的时空特征,并提出增产减排的优化措施。研究结果表明:DNDC模型对吉林省农田N_(2)O排放的模拟效果较好;各因素中对N_(2)O排放量的影响程度最大的为氮肥施用量,其次是有机肥施用量,土壤有机碳质量分数也会对N_(2)O排放量有一定影响,温度、降雨量和秸秆还田比例对N_(2)O排放量影响较小;玉米种植条件下西部N_(2)O排放量最多,中部居中,东部最少。为合理控制全省农田的N_(2)O排放量,不同区域应进行不同的田间管理,西部、中部、东部最佳施氮量分别为400、330、480 kg/hm^(2),最佳基追肥施用比例分别为7∶3、9∶1、9∶1;秸秆还田比例对于N_(2)O排放量影响较小;保证产量的同时,降低土壤有机碳质量分数可以减少农田N_(2)O排放量。

中国省际SO_2排放的环境学习曲线及减排潜力

基于2005年SO2排放量,对人均SO2排放量和万元产值SO2排放量的区域分布格局及其成因进行了定量分析;同时,基于1992—2005年SO2排放量和经济发展数据,建立了28个省区万元产值SO2排放量随人均GDP变化的环境学习曲线;并以所建立的环境学习曲线为依据,分析了1992,1995,2000和2005年4个时段的环境负荷变化及SO2的减排潜力.结果表明:经济发展水平越高的地区,万元产值SO2排放的负荷越小,万元产值SO2减排的潜力越小;反之,经济发展水平越低的地区,万元产值SO2排放的负荷越大,万元产值SO2减排的潜力越大.

基于添加尿素的烧结过程中SO_2减排

提出一种基于添加尿素的烧结过程SO2减排技术。将尿素加入烧结混合水中,进行尿素不同配比的烧结杯实验。实验结果表明:尿素受热分解产生的氨气与SO2发生反应,形成的硫酸铵在高温到来之前被抽风带入烧结粉尘并被捕集,实现了与烟气和烧结料层的有效分离。当尿素配比为0.05%(质量分数)时,SO2排放降低52.4%,烧结技术指标影响甚小,且无二次污染产生。

接种氧化亚氮(N_(2)O)还原细菌YSQ030对复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响

复垦土地是重要的后备土地资源,但通常土壤结构差、有机质和养分含量低;增施有机肥是快速提升地力的关键途径,但会造成温室气体如氧化亚氮(N_(2)O)的大量排放.接种具有N_(2)O还原功能的植物根际促生菌(PGPR)不仅能够减少温室气体排放,还能促进作物生长.本研究以一株具有N_(2)O还原功能的PGPR反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans)YSQ030为供试菌株,明确接种YSQ030对施用有机肥的复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响.通过设置施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤微宇宙试验,利用气相色谱仪分析接种YSQ030后土壤N_(2)O排放通量,进一步计算累积排放量;在试验结束后分析土壤pH、EC(电导率)、硝态氮和铵态氮含量,并利用实时荧光定量PRC分析土壤硝化功能基因(AOA amoA和AOB amoA)和反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZⅠ和nosZⅡ)的丰度.结果显示,施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤中接种YSQ030明显减少复垦土壤N_(2)O排放,N_(2)O排放量最大减少分别达90.4%和30.6%.施用有机无机复混肥处理的N_(2)O排放量远高于施用羊粪有机肥处理,这可能是由于施用有机无机复混肥的土壤与施用羊粪有机肥的土壤相比,土壤中编码反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅠ和非典型反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅡ基因丰度较低.施用有机无机复混肥均显著降低土壤硝化和反硝化功能基因丰度,而施用羊粪有机肥对土壤硝化和反硝化功能基因丰度大多没有明显影响.本研究表明,接种YSQ030能够减少施用有机肥土壤的N_(2)O排放,将为复垦土壤地力提升和N_(2)O减排提供科学依据,也将为研发新型微生物肥料或生物有机肥提供核心菌种资源.

基于DRM的天然气制氢减排与甲醇联产方案及关键参数优化

基于甲烷CO_(2)重整(DRM)建立了天然气制氢减排与甲醇联产耦合系统,利用DRM反应处理天然气制氢工艺废气并生产甲醇,实现天然气制氢系统的碳减排和资源化利用。基于反应平衡和甲醇合成反应经验模型建立了耦合系统的Aspen Plus模拟模型和高效分析优化数学模型,并对关键参数进行了优化。模拟结果表明,DRM的最佳温度范围为805~825℃;在甲烷水蒸气重整(MSR)温度为850℃时,甲烷补充量、水蒸气补充量和DRM温度的最佳值分别为14.0 mol/s、8.0 mol/s和805℃,耦合系统的碳排放较传统天燃气制氢工艺降低38%;MSR和DRM的甲烷进料配比可用于产品结构调整,在甲醇与H2的市场价格比大于3.0时,提高DRM反应甲烷补充量可提高经济效益。