三废治理领域低碳经济的典型案例.DOC

PAGE PAGE 1 “三废”治理领域低碳经济的典型案例 张明龙、张琼妮 一、发明治理工业废气的新技术 目前，烟尘过滤装置均采用聚丙烯制成。焚烧设备运行时，烟尘中的二氧化碳很容易沉淀在其表面，在温度升高时，沉淀物又会脱落，重新回到烟尘中，造成排放超标。为解决这一难题，烟尘过滤装置必须定期更换，而且更换过程复杂，成本昂贵。近年，德国开发出具有“吸毒”功能的黑塑料，既能吸附对环境有害的二氧化碳等物质，又能阻止沉淀到焚烧设备烟尘过滤装置的表面。 挪威开发用于降低电厂碳排放量的膜法技术。自2008年起，在5年内，欧洲4座大型电厂分别进行中型规模试验，采用由挪威科技大学开发的能效二氧化碳过滤膜。挪威科技大学化学工程系的研究小组表示，这种膜将首次低成本地应用于从烟气中脱除二氧化碳。它可以很容易地回收纯度为90%的二氧化碳。从烟气中捕获二氧化碳的常规方法，是建造大型吸收塔，气体通过有害的胺溶液被鼓泡吸收，然后再送到能量密集的脱附塔，最终脱除二氧化碳。这种方法会遇到一个难题：由于气流中携带着二氧化碳液体，被支撑的液膜会趋于快速减少。但是，挪威研究小组开发的膜解决了这个难题，他们应用比较固定的聚乙烯基胺纳米塑料作为“固定化载体”，在聚合物结构中采用NH4F交联，用以改进阴离子交换。当来自烟气的水蒸气饱和时，胺和氟化物离子将单独与二氧化碳络合成为双碳酸盐。因为HCO3–阴离子随二氧化碳反复通过后而会再次显露，为此不需要使膜频繁地进行再生。这种膜，已在实验室规模利用经加热后的氮气、甲烷、二氧化碳和水蒸气组成的模拟烟气进行了5年的试验。研究人员还建立了小型中试，采用少量气流（约0.15 Nm3/h）对膜曝置于实际烟气中进行了持久性试验，结果情况令人满意。 法国国家科研中心开发出新型材料，可大量吸附二氧化碳。它是由铬元素和对苯二甲酸合成的一种多孔复合纳米材料。由于它表面布满直径为3.5纳米的小孔，因此吸附能力十分强大：这种材料在25摄氏度的温度下，1立方米可储藏400立方米二氧化碳。 多伦多大学研制出一种探测炼钢炉内氧化碳浓度的无源红外传感器，并成功进行了原型工业试验。它能够提高大型炼钢熔炉的燃烧效率，同时降低二氧化碳等有害温室气体的排放。如果加拿大所有大型工业熔炉都推广使用这项技术，每年将减少15.7万吨二氧化碳气体的排放。 瑞典瀑布能源公司试验开发煤基含氧燃料技术。他们通过在纯氧中而不是空气中燃烧煤炭的方法，对传统的火电厂进行改造。由于空气中含有大量氮气，所以传统发电厂会产生主要由氮气和部分二氧化碳及水组成的气溶胶混合物。问题在于，把二氧化碳与氮气分离需要大量能量，因此捕获二氧化碳的成本很高。但是，在煤基含氧燃料技术中，气溶胶主要由二氧化碳和水组成，而水很容易浓缩和去除，这样形成的纯净二氧化碳很容易收集。 德国亚琛工业大学正在研究把发电厂排放的大量二氧化碳转化成有用的塑料原料。研究人员已建立一个催化剂研究中心，并与拜尔公司合作，准备利用二氧化碳生产廉价的聚碳酸酯塑料。这项研究不仅有利于减缓气候变暖，而且应用前景非常广阔，因为聚碳酸酯塑料是生产塑料瓶、DVD光碟和镜片等塑料制品非常普遍的原料，每年全球的需求量达数百万吨。 以色列本·古里安大学利用海藻吸收二氧化碳，提炼生物燃料。其基本思路是，收集发电厂排出来的二氧化碳气体，把它们导入一个能生存海藻的系统。肥料和烟囱中排放出的碳，能帮助海藻大量繁殖。海藻含有的植物油约占体重的四分之一，提取这种植物油就能制成生物燃料。来自植物的生物燃料更清洁，造成的污染更小。 加拿大探索用藻类生物反应器系统吸收二氧化碳。这种系统可以与煤、天然气发电厂或大型工业设施相结合。开发的思路是，把大型工业设施排放的二氧化碳气体，引导到一个人工“藻类农场”，农场里的藻类植物靠吸取二氧化碳生存，待其长大成熟后用作工业原料。成熟的藻类含油量丰富，可以用来生产生物柴油、酒精、动物饲料以及各种塑料。 英国诺丁汉大学碳捕获和存储技术创新中心，利用一个与植物光合作用相似的过程，发明出把二氧化碳转化成沼气的技术。 二、发明治理工业废水的新技术 新加坡南洋理工大学土木与环境工程系科研人员，利用细菌混合物净化废水新技术，可把废水中的有机化合物减少七成多。一般废水的主要有机物为氮和磷，而特定的几种细菌，会自动分解这些物质以获取自身所需的能量。利用这些细菌来分解清除有机物，比起目前采用的物理或化学方法来清除有机物更为简易。同时，可在废水中加入少量铁矿石，让有机物被氧化的同时，铁离子进行还原反应，从而使氧化还原反应持续不断。经过这样的处理后，废水的有机物含量便能大幅度降低。 比利时以细菌微生物把废水转化为可用电流。水中寄生着大量微小的细菌，其中有些细菌微生物，可以稳定地分解水流中的有机物质，并在这一过程中产生电荷。通过研究和收集这些电荷，人们发明了