第一章课后习题答案

CO2排放引起的气候变化有哪些？这些气候变化各造成了什么影响？

CO2排放引起的气候变化包括气候变暖、海平面上升、降水量变化、极端天气事件频发等。温室气体导致的气候变并不是简单地导致全球气温一致增高，而是在整体气温增高的同时出现经常性气候异常。近几年发生的气候变化，包括气候变暖、海平面上升、降水量变化、极端天气事件频发等对农业、水资源、生态系统、人类健康、工业、人居环境和社会均造成了严重影响。

国际社会应对CO2排放都提出了哪些政策？

2009年12月，《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议暨《京都议定书》缔约方第5次会议在丹麦首都哥本哈根召开。来自192个国家的谈判代表对《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议进行了谈判，会议最后达成了不具法律约束力的《哥本哈根协议》。《哥本哈根协议》维护了《联合国气候变化公约》和《京都议定书》确立的“共同但有区别的责任”原则，坚持了“巴厘岛路线图”的授权，坚持并维护了《公约》和《议定书》“双软制”的谈判进程：在“共同但有区别的责任”原则下，最大范围地将各国纳入了应对气候变化的合作行动；在发达国家提供应对气候变化的资金和技术支持方面取得了积极的进展，认为发达国家应当提供充足的、可预测的和持续的资金资源、技术以及经验，以支持发展中国家实行对抗气候变化举措，在减缓行动的测量、报告和核实方面，维护了发展中国家的权益，根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告的观点，提出了将全球平均温升控制在工业革命以前2℃的长期行动目标。

CO2捕集方式主要有哪些？

二氧化碳捕集方式主要包括燃烧前捕集、富氧捕集、燃烧后捕集和直接空气捕集。

什么是IGCC技术？

IGCC是一种将煤炭气化与联合循环发电厂相结合的发电技术。与传统的化石燃料燃烧发电厂相比，IGCC技术将气化技术与燃气轮机/蒸汽轮机联合循环装置相结合或耦合，以更高效、更环保的方式发电，并且该技术的对CO2捕集效率高、成本低，同时对其他污染物的控制力有较大的操作空间。

什么是DAC技术？其原理是什么？

直接空气捕集（DirectAirCapture，DAC）CO2技术是指利用吸附/吸收剂直接从空气中捕集CO2技术。DAC技术与其他碳捕获方法不同，因为它直接从大气中捕获CO2，而不是从源头捕获二氧化碳，例如从燃煤发电厂、工业烟道等大型CO2排放源中捕获。直接空气捕集技术主要流程包含：1）直接空气吸收：DAC系统吸收大气中约0.04%的CO2以及氮气和氧气等其他气体；2）碳捕获：捕获的空气通过化学介质或过滤器，选择性地与CO2分子结合，将其从空气中分离出来；3）释放CO2：捕获的CO2随后从吸附剂中释放出来，形成浓缩的CO2流动相；4）储存或利用：浓缩的CO2可以储存在地下的地质构造中（碳封存），或用于各种CO2利用工业流程（如生产合成燃料或材料）。

什么是富氧燃烧技术？其原理是什么？

富氧燃烧捕集（又称燃烧中碳捕集）技术是指燃料在纯氧或富氧条件下进行燃烧，这样燃烧更充分，产生的CO2的浓度高，便于进行CO2的分离或直接封存与利用。富氧燃烧技术最早是由Abraham于1982年提出，目的是为了产生CO2用来提高石油采收率（EnhancedOilRecovery，EOR）。随着对环境气候的深度认识和科技技术的发展，富氧燃烧技术具有捕集成本较低和易规模化等优势，被认为最具潜力的有效减排CO2的新型燃烧技术之一。燃煤富氧燃烧碳捕集技术原理如REF_Ref168412061\h图16所示，主要包含空气分离装置（ASU）、烟气净化系统（FGCD）、压缩纯化装置（CPU）等。富氧燃烧碳捕集技术涉及燃料在纯氧或富氧（约98%）状态中燃烧，而不是以氮气为主的空气，去除氮气能够减少能量需求，使燃料气体达到正确的燃烧温度，同时富氧燃烧过程使燃烧更完全，其燃烧后的混合气体主要为CO2和H2O，其中CO2的浓度可以达到90%以上。

请简述CO2捕集技术的发展趋势。

未来，IGCC趋于向多联产、多原料方向发展。一方面通过优化整合气化和发电装置，将气化装置合成气产品用于炼油和化工生产，并结合发电为炼油和化工过程供冷、供热、供电；另一方是结合炼油、化工生产中副产的石油焦、渣油等作为气化原料，降低发电成本。燃烧后捕集技术需要开发吸收性能好、腐蚀性低的新型吸收剂，同时还应开发解吸能耗低的设备和吸收工艺。吸附分离法中为了进一步提高CO2捕集性能，有必要对吸附材料进行改性，并考虑多种吸附技术的优化组合。膜分离法则应进一步开发先进的新型膜材料来提高CO2分离效率，同时不断加强工业试验研究。吸附/吸收剂是DAC技术的核心，吸附/吸收剂的吸附/吸收与再生性能决定了DAC的最终应用效果与成本，也是DAC技术大