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      干法脫酸方法與碳減排
      2021-05-11
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      ? ? ? ?為落實習近平總書記關于二氧化碳減排的碳達峰、碳中和“30/60”目標,需要全社會共同努力。工業生產過程二氧化碳排放來自水泥、石灰、鋼鐵和電石生產過程中的化學反應或物理變化過程(能源活動除外)。2019年國年石灰產量3億噸,占世界總產量的70.75%。根據中國建筑材料聯合會發布《中國建筑材料工業碳排放報告(2020 年度)》:2020 年水泥、石灰行業的二氧化碳排放量分別位居建材行業前兩位,排放量分別同比上升1.8%和14.3%。2020 年,水泥工業二氧化碳排放12.3 億噸,同比上升1.8%,其中煤燃燒排放同比上升0.2%,工業生產過程排放同比上升2.7%。此外,水泥工業的電力消耗可間接折算約合8955 萬噸二氧化碳當量。石灰石膏工業二氧化碳排放1.2 億噸,同比上升14.3%,其中煤燃燒排放同比上升5.5%,工業生產過程排放同比上升16.6%。此外,石灰石膏工業的電力消耗可間接折算約合314 萬噸二氧化碳當量。以上合計占國內二氧化碳排放量的20%左右。

      石灰生產中,根據脫硫石灰石的質量要求,按照純度90%計算,每噸石灰煅燒產出二氧化碳~400kg。豎窯燒一噸石灰,大約用140公斤標煤。如果煤的熱值是6000大卡,就要增加15%,消耗~160kg,按照含碳量80%計,需排放二氧化碳470kg。兩者合計CO2的產出率可以達到870kg。

      CaCO3=CaO+CO2(g)

      MgCO3=MgO+CO2(g)

      2C+O2(g)=2CO(g)

      2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

      CaO+H2O=Ca(OH)2

      Ca(OH)2+SO2(g)=CaSO3+H2O(g)

      除建材行業外,石灰還廣泛地應用于煙氣凈化領域。在危廢處置行業,當石灰直接用于干法脫酸時,利用率通常在30%以下;在垃圾發電行業,當石灰用于半干法脫酸時,利用率通常在50%左右。按照石灰含量>85%計算,這樣折合每脫除一噸二氧化硫需消耗石灰約2.13.5t,合計排放二氧化碳1.8~3.0t。

      當采用鈉基干法脫酸時,以艾爾環保推出的小蘇打脫硫劑為例,每脫除一噸二氧化硫需消耗小蘇打2.63t,釋放二氧化碳1.38t。由于小蘇打是蘇打為原料與回收的二氧化碳以1:1比例反應制取的,因此實際釋放量減少1/2,即釋放量為0.69t。

      Na2CO3+CO2(g)+H2O=2NaHCO3

      2NaHCO3+SO2(g)+1/2O2(g)=Na2SO4+H2O(g)+2CO3(g)

      兩者比較,可以看出每脫除一噸二氧化硫,鈉基干法比鈣基干法要減少二氧化碳排放1.1~2.3t。如果加上石灰、消石灰等粉碎等過程中的電力消耗,減排的二氧化碳量將更為顯著。

      艾爾環保我國城市生活垃圾焚燒廠年實際處理量增長到1.1億噸以上,按照每噸垃圾焚燒使用消石灰6~10kg估算,年用量約100萬噸,如果替換成小蘇打干法脫酸,則可每年減排二氧化碳100~200萬噸。在危廢處置、燃煤發電等行業的煙氣凈化上,也大量使用了的消石灰。隨著對石灰礦山開采、破碎煅燒等設施的環保要求越來越高,更節能環保減排的鈉基干法脫酸將在更多的工業場景上得到應用,預計可減少二氧化碳排放數百萬噸以上。


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