CO2捕集过程的界面传质强化文献综述

 2021-10-13 20:07:35

毕业论文课题相关文献综述

1.研究背景

2009年12月，联合国气候变化大会在丹麦哥本哈根召开，192个国家的领导人共同研讨《京都议定书》到期后的后续方案，即20122020年的全球减排协议。国际能源机构（IEA）24日公布统计称，2011年全球二氧化碳排放量比2010年增长3.2%，达到316亿吨，创历史新高[1]。随着现代工业的不断发展，化石能源的大量消耗使得CO2的排放对环境造成严重污染，据据碳监测行动（CARMA）网站提供的数据，2012年全球的CO2排放量已达到创纪录的356亿吨，CO2的减排已刻不容缓[2]。

目前，温室效应所导致的平均气温上升、冰川融化、海平面升高等问题已经威胁到人类的生存，成为全球亟待解决的问题。温室气体主要包括CO2、CH4、N2O等，其中CO2是最主要的温室气体，对环境的影响最大，在导致气候变化的各种温室气体中，CO2对温室气体效应的贡献率达到63%[3]。因此，降低CO2的排放量将是抵制温室效应的一项重要措施。

随着全球气候变暖，各国对温室气体排放越来越重视。《京都议定书》第7次缔约会议决定2013年开始实施《京都议定书》第二承诺期，降低各国温室气体排放。全球最大的CO2排放国我国2011年排放量增加7亿吨以上，增加幅度9.3%[1]。因此中国实现在哥本哈根会议上公布的CO2减排目标需要付出更大的努力。我国在《十二五温室气体排放工作方案》中提出了到2015年全国单位国内生产总值排放比2010年下降17%的目标，大力开展节能降耗，优化能源结构，努力增加碳汇，加快形成以低碳为特征的产业体系和生活方式。中国能源结构以煤为主，面临着越来越大的温室气体减排压力[4]，进行温室气体减排的关键在燃煤CO2的减排[5]。

国际水平中石油和天然气工业大约占全球CO2排放量的6%[6]。根据中科院研究成果，我国工业二氧化碳排放量中，石油加工、炼焦及核燃料加工业排第二位，占二氧化碳排放总量的比例为15.7%[7]。同时，石油行业还是我国能源结构调整的重要依托，因此我国石油石化行业大力发展低碳经济具有重要的现实意义和战略意义。

此外，尽管许多国家为了减少温室气体甲烷的排放而限制可生物降解的废物转化为堆填区，但在工业化国家，城市生活垃圾填埋场仍然是甲烷排放的主要来源[8,9]。在世界范围内，废弃物行业甲烷的排放量约为全球人为甲烷排放量的18%[9]。为了减轻这些排放物，相应的收集和处理是必要的。垃圾填埋气体也是一种可再生能源，但往往只是烧掉它们却并未利用这种潜在的价值。例如，垃圾填埋气体中的甲烷可以用于电力生产或汽车燃料中。垃圾填埋气是甲烷、二氧化碳、氮气、硫化氢、氨和其他微量化合物诸如挥发性有机硅化合物和卤代化合物的气体混合物，这种气体混合物通常被称为沼气[8]。工业国家其他主要的沼气来源是生物废物、粪便以及植物秸秆[10]。

近来，生物质甲烷过程由于兼具节能、减排、资源化等多重战略意义而受到全社会的广泛关注。与太阳能、风能相比，以生物甲烷为典型代表的生物质能是唯一可存储、可作为燃料和化学原料的可再生能源。此外，我国作为一个农业和人口大国，人畜粪便、秸秆、垃圾等低劣生物质排放世界第一，已成为最主要的污染源，形势严峻，亟需治理。我国每年都面临着严峻的低劣生物质堆积和城市垃圾污染等问题，将低劣生物质高效转化为生物甲烷是集环境治理，节能减排，和资源化为一体的过程，是粪土变黄金的工程，符合我国国情，对国家实现可持续发展具有重要的战略意义[2]。

2.研究现状

引言

目前，实现二氧化碳减排的两种重要途径为碳捕获和封存路线（carboncaptureandstorage，简称CCS）和生物甲烷路线。

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