温室气体的排放以及烟气再循环煤粉燃烧技术的研究.pdf

温室气体的排放以及烟气再循环煤粉 燃烧技术的研究 Emission of Greenhouse Gas and Pulverized Coal Combus tion T echnology w it h Flue Gas Recirculation 华北电力大学　　阎 维 平*　(保定 071003) 　　收稿日期: 1997-01-05 * 加拿大政府能源技术研究中心高级访问学者 【摘要】　能源及电力生产中温室气体的排放正在和 将要对全球气候环境产生深远的影响。介绍了当前 国际能源署( IEA)在减少温室气体排放方面所进行 的研究和开发工作, 着重分析了具有向大气“零”排 放特点的先进的烟气再循环 O 2 / CO 2 煤粉燃烧技 术,并对其应用的优点及存在的问题进行了讨论。 【关键词】　温室气体排放　环境保护　二氧化碳　 燃烧 　　对于温室气体排放对大气环境及全球变暖是否 有重要影响的这个十几年前还在争论不休的学术问 题,在今天,已由各方面的事实所证实,人类在从矿 物燃料中获取能源的同时所排放的大量温室气体已 构成使大气气候变化的最主要的因素,气候变化已 成为当今国际社会最为关心的全球环境问题之一, 其对人类生存环境的深远影响已远远超过其它限于 局部的大气环境污染问题,它不仅涉及大气科学的 范畴,还与经济、社会等都有紧密的联系。由于温室 气体排放已成为跨越国界的全球环境问题,因此,进 行国际间的合作研究开发是十分必要的。我国政府 最近已在国际上宣布, 中国正在和将要采取重大行 动,尽力减缓温室气体的排放,保护大气环境。 1　全球温室气体排放现状与危害 温室气体主要是指二氧化碳( CO 2 ) , 其它还有 甲烷, 氮氧化物( NO x )等气体, CO 2 与 NO x 主要产 生于矿物燃料的燃烧过程,甲烷则主要产生于煤炭 与天然气的采掘, 运输以及加工的过程中。附表为国 际能源署统计的 1994年某些国家在矿物燃料的利 用过程中 CO2 的排放状况,这些燃料构成了全球能 量需求的 90. 2%, 其中煤和油都是含碳量很高的燃 料,其燃烧产物主要是 CO 2,天然气是含碳较少的燃 料,但在其开采过程中有大量的 CO2 副产品产生。 在全球范围内, 燃煤发电所排放的 CO 2占总排放量 的 11%。我国 CO 2的排放占全球总量的 12% ,预计 到 2010年将达到 16%。 　　具有近似惰性气体性质的 CO 2一经形成,其被 森林、土壤或海洋吸收的速率极其缓慢,取决于不同 的条件和环境, 其寿命期长达 50年至 200年。而且 由于大自然的吸收能力终归有限, 同时,排放不断增 加,因此, 温室气体在大气中的浓度将不断增加。由 于不断增加的温室气体的存在,破坏了地球与太阳 间的能量平衡, 按目前的情况推算,将使地球向外释 放的能量减少大约 2%。这一数值相当于在地球上 每分钟释放3 000 kt石油燃烧的热量。所以, 地球环 境本身必须加以自身调节来平衡这一额外的能量, 其最直接的结果就是地球的表面和近大气层温度升 高变暖。各种迹象已表明,地球变暖已开始, 在过去 的 100年中, 地表温度上升 0. 3℃至 0. 6℃,我国科 学家在过去的 5年中进行的一项国家重大关键基础 理论研究也表明,与一世纪初相比,现在全球平均温 度增高大约 0. 5 ℃,从而造成全球范围内的“暖冬” 现象,中国也不例外。 科学家预测, 如果不采取任何控制和减缓 CO 2 排放措施的话, 温室气体的排放将会在下个世纪的 早期使温室气体的浓度比现在增加一倍。预计在下 一个 100年中,地表温度将上升 1. 5℃至 4. 5 ℃, 其 结果是生态环境(如降雨分布)改变, 对人类赖以生 存的农业将产生巨大的影响, 其影响并非都是负面 的, 但让人类在短时间内来适应这种急剧的生态环 境的变化是很困难的, 因此,其破坏性将十分严重。 另外,一个十分突出的影响是,被冰覆盖的南极温度 在过去的 100年内上升了 2. 5 ℃,在一定范围内温 度的缓慢上升的直接作用是冰雪溶化而造成海平面 —59— 1997年第 6期　 　中　国　电　力　 　第 30卷 附表　　1994 年某些国家和地区燃烧矿物燃料 CO2排放情况 国家或地区 燃　　油 燃 天然 气 燃　　煤 总　　量 数量(M t ) 比例( % ) 数量( M t ) 比例( % ) 数量(M t ) 比例( % ) 数量( M t ) 比例( % ) 占全球比例( %) 全　　球 2 652　 45. 0 1 057　 18. 0 2 179　 37. 0 5 888　 100 100　 北　　美 741. 5 46　 345. 8 21. 5 523. 7 32. 5 1 611　 100 27. 4