大气净化产业新技术报告.ppt

针对目前国内外CO2封存利用研究现状及大规模工业利用的需要，我们提出了一种新的CO2化学利用技术路线，即在一定工艺条件下CO2与NH3发生氨化反应生成三聚氰酸固体产品： 二氧化碳的高值有效封存利用 CO2氨化矿化的特点： 1.所需反应原料用量少(1份重量的氨可固定2.5份CO2)，CO2在产品中的重量比为72.1%，固碳能力高； 2.原料来源简单，只需要氨一种原料； 3.工艺过程可行，该过程是尿素工艺的进一步发展； 4. 从碳参与反应计算，产物的总反应热量为-227.4 KJ·mol-1，为放热反应； 5.氨化矿化产品用途广泛。 二氧化碳的高值有效封存利用 CO2的氨化矿化是尿素合成工艺的进一步发展，在工艺上是完全可行的： 图6. CO2氨化矿化工艺流程示意图 在以煤为原料的CO2的氨化矿化过程中，NH3相对于CO2来说是过剩的，因此，这是一条“负碳”工艺路线。 一套以煤为原料年产30万吨合成氨的装置，每年排放CO2 58万吨。如果30万吨合成氨完全转化联产52万吨尿素，则可利用38万吨CO2，净排放约20万吨CO2。 将52万吨尿素全部转化为三聚氰酸，需要消耗CO2 38万吨，而其排放CO2只有20万吨，低于合成三聚氰酸所需的CO2量。因此，从煤出发生产三聚氰酸的工艺路线是一条“负碳”工艺路线。 煤的化学利用过程中一般都有高纯度的N2，CO2，H2等原料，通过改变反应过程和目标产品即可实现CO2的氨化矿化。 国家开发投资公司新疆煤制烯烃项目：“计划建设年产180万吨甲醇装置和年产68万吨甲醇制烯烃装置。该项目年副产CO2 360万吨，N2 130万吨，纯度都在95%以上，公司提出了两种废气的综合利用。” 经估算，年产68万吨烯烃可设计成年产320万吨的三聚氰酸产品，同时减少了CO2排放。 二氧化碳的高值有效封存利用 表5. 几种CO2化学利用主要方法的固碳能力对比 CO2利用方式 所需原料 固碳理论比 （kg/CO2kg） 矿石封存 含镁矿石 1.8:1 含钙矿石 3.6:1 合成碳酸二甲酯 DMC 甲醇 1.45:1 合成聚碳酸酯 PC 环氧丙烷 1:1 合成三聚氰酸 NH3 0.38:1 二氯三聚氰酸钠 钠盐：螯合剂 钙、锌盐：热稳定剂 合成高分子 材料 三聚氰酸 应用开发 三聚氰酸 氯化产品 三聚氰酸 盐 三聚氰酸 新应用 三聚氰酸 树脂 缓释肥 三聚氰胺 CO2氨化矿化产品的应用 三聚氰酸---农业应用 目前尿素的利用率在30%左右，未被利用的尿素造成水体和空气污染。 三聚氰酸作为缓释的氮肥和碳肥应用于农业，有望提高肥料利用率，这样就可构成一个生态循环经济体系，具有无限的生命力。 文献：王晓，郭林涛等.一种控释肥料[P]，申请号4 H. L. JENSWN , A. S. ABDEL-GHAFFAR. Cyanuric Acid as Nitrogen Source for Micro-Organisms [J]. Arch. Mikrobiol. 67, 1-5 二氧化碳的高值有效封存利用 低碳工业领域 项目五、新的低碳工业路线开发 我国传统制造业产能过剩，特别是电解铝、钢铁、水泥、平板玻璃等高能耗、高排放行业迫切需要产业结构调整。改变传统的高碳经济发展模式，寻求低能耗、低排放及低污染的低碳经济正成为我国及全球的战略行动。 开发出一条低能耗、低排放的工业材料路线是解决我国CO2、SO2及NOx排放的根本方法。 应用领域 耗煤% 项目名称 主要污染物 燃煤 54 电站及工业锅炉 SO2, NOx, CO2 冶金 17 钢铁 SO2, NOx, CO2 电解铝 固、液、气三废 建材 15 水泥 NOx, CO2 传统煤化工 5 焦化 CO2，废水 电石 CO2，废渣 新型煤化工 煤间接制油 CO2 煤制油 CO2 煤制烯烃 CO2 表1.煤炭应用的工业领域 表6. 几种重点工业材料的煤耗和CO2排放量比较 项目名称 综合能耗/ 千克标准煤/吨 能源碳转化率/% 碳转化率/% CO2排放量/ 吨/吨产品 煤制烯烃 5000 44 44 10 煤制油 3000 32~38 33.3 8.7 煤制天然气 3099 50 50 8.25 电解铝 7000 21.1 钢铁 760 - - 2 水泥 115 - - 1 尿素 240 - 63 0.6 三聚氰酸 ~240 - 100 0 煤炭