二氧化碳發電的案例
二氧化碳發電來了！全國產化！
一般燃煤電廠的主要設備是三大件：
鍋爐、汽輪機和發電機。
他們是這樣“合作”的：
鍋爐把水“燒開”產生高溫高壓蒸汽，蒸汽進入汽輪機，經過一系列噴嘴和動葉，將蒸汽熱能轉化為汽輪機轉子旋轉的機械能，進而帶動發電機進行發電。
以上是傳統套路，而只要將二氧化碳好好利用一番，就能不走尋常路
在當前節能減排的大背景下，全球范圍內電廠都在致力于提高效率。在蒸汽發電領域，提高蒸汽溫度有助于提升發電效率。不過一旦蒸汽溫度達到700攝氏度，二氧化碳循環將比現有的水蒸汽循環更有效率。
具體的做法就是將二氧化碳升壓、加熱，使其壓力和溫度超過一定限值，處于“超臨界”狀態，兼具氣體特性和液體特性。此時的二氧化碳體積比常溫常壓時的氣態有明顯減小，這樣一來，渦輪機的尺寸就可以減小。
昨天（12月8日），我國自主研發建造的國內首座大型二氧化碳循環發電試驗機組完成72小時試運行，在西安華能試驗基地正式投運。
剛剛投運的二氧化碳循環發電試驗機組，看上去比傳統的水蒸氣機組小了不少。它身體里流動的不再是水和蒸汽，而是二氧化碳。
循環利用二氧化碳驅動發電機發電，與傳統蒸汽發電相比具有三大優勢。
據華能西安熱工研究院董事長蘇立新介紹，一是體積小，同等裝機容量，二氧化碳發電機組體積只有蒸汽機組的1/25；二是效率高，在600℃溫度下，發電效率比蒸汽機組高3至5個百分點；三是污染小，采用二氧化碳機組的燃煤電廠，單位發電量碳排放強度可減少10%。
鄭州大學橡塑模具團隊《Nano Energy》：在超臨界二氧化碳發泡（scCO2）技術制備高性能摩擦納米發電機方面取得進展
本研究開發的基于無皮層TPU發泡薄膜的摩擦納米發電機具有良好的柔性、耐磨性、優異的輸出性能、極強的性能穩定性等優點，輸出性能隨著表面泡孔尺寸的減小逐漸增大。研究還驗證了接觸分離式摩擦納米發電機中多孔結構與表面互補結構在增強發電性能中的重要作用。制備的基于TPU多孔膜和PDMS膜的納米發電機可獲得260 V的最高輸出電壓和46 μA的輸出電流。在外接3.3×106 Ω負載時，實現了4.6 W/m2的最大功率密度，可作為許多小型電子設備的電源。
圖1.超臨界二氧化碳（scCO2）表面受限發泡的原理圖（a）和在不同的發泡工藝條件下的發泡材料基摩擦納米發電機輸出性能（b,c）及功率密度圖（d）。
此外，制備的柔性摩擦納米發電機具備優異的摩擦電性能和自供電傳感性能。能夠為電容器充電，自發點亮LEDs，驅動計算器等小型電子器件；還能夠檢測諸如拉伸、彎曲、扭轉等變形，以及監測人行走步態的變化等。
圖2.發泡材料基摩擦納米發電機摩擦電性能和自供電傳感性能。
該研究通過超臨界二氧化碳（scCO2）表面受限發泡法制備了可用做摩擦發電機正電極的性能優異的TPU多孔薄膜，為批量化制備高性能TENG提供了一種綠色、高效的新方法，并為設計具有互補結構的摩擦材料，提供了新見解。該研究得到了國家自然科學基金（12072325）和國家重點研究計劃（2019YFA0706802）的資助。
展開 comsol注二氧化碳驅替瓦斯 ￥100
二氧化碳是造成溫室效應的主要原因，甲烷是煤礦生產的主要危害，同時又是一種新型的潔凈能源。然而我國煤層滲透率普遍較低，不利于甲烷的抽排，注入二氧化碳驅替甲烷可以顯著提高采收率。因此，從環保、安全和能源的角度來講，注入二氧化碳驅替煤層甲烷的開展具有重要意義。
基于 Darcy 滲流理論、Fick 擴散理論、擴展Langmuir 吸附理論以及氣體狀態方程，構建了氣體連續運動耦合方程，利用 Comsol Multiphysics 有限元數值模擬軟件進行了不同注氣壓力和不同滲透率條件下的注二氧化碳驅替甲烷數值模擬。數值模擬結果與實驗結果趨勢吻合，驅替效果良好。注氣壓力和滲透率顯著影響驅替效率，注氣壓力提高導致二氧化碳突破出氣口和置換完成的時間縮短；滲透率越低置換所需時間越長，驅替進展越緩慢。
展開 天然鉆石/人工鉆石，燒一燒都是二氧化碳
2018年，美國聯邦貿易委員會更改了已沿用60余年的鉆石定義，將“天然”二字從定義中刪除，官方公開承認鉆石無論是自然形成，還是人工生成，都是鉆石。 天然鉆石的市場確實撐不住了，這是今年鉆石價走勢，而且不僅一手市場跌得明顯，二手市場鉆石價更是低到讓你無法接受，可能還不及原價的百分之一，等于買到手里就砸手里
如果你不信可以去附近當鋪問問，或者在網上賣一下試試。
千萬不要去品牌商的柜臺，因為他們一毛錢都不會出。鉆石值多少錢，不是你買它的時候花多少錢，而是你賣它的時候值多少錢。
那有人說，你說的這一切，只能說明鉆石不值錢，但我結婚時，是為愛消費，即便它只值1000，我也愿意花十萬去買，因為鉆石是世界公認最堅硬的天然物質，代表愛情的永恒！
那么，最堅硬，就能代表永恒嗎？就能一顆永流傳嗎？
它雖然硬，但脆啊，受沖擊時已損壞，而且高溫下還會燃燒。
你看金啊，到1000度以后，大不了融化了，成為液態黃金，但還是金啊，溫度降低后又變回固態黃金。但鉆石呢，1000度就變成二氧化碳飛走了，再也不會回來了，不信我給你試試。
基于錢包厚度，買了塊原石，沒有打磨很不純凈的，和十萬塊錢的鉆石比化學成分完全一樣，就是雜質多了點，湊合燒。
燒了2分鐘，變化不大，給它周圍增加點兒氧氣濃度，助助燃。就剩這么一點了，不燒了，突然不忍心燒它了。
結婚要買鉆石嗎？這個世界有人發明規則，有人就心甘情愿地在規則里，那么你呢？
展開 
二氧化碳人工合成淀粉需要幾步？看這里→
中國科學家成功構建從二氧化碳人工合成淀粉僅需11步反應的途徑！
在中國科學院天津工業生物技術研究所實驗室，科研人員展示人工合成淀粉樣品。
9月23日，中科院召開新聞發布會宣布，中國科學院天津工業生物技術研究所在淀粉人工合成方面取得突破性進展，在國際上首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。相關成果北京時間24日由國際知名學術期刊《科學》在線發表。
目前，淀粉主要由玉米等農作物通過自然光合作用固定二氧化碳生產，合成與積累涉及約60步代謝反應以及復雜的生理調控，理論能量轉化效率僅為2%左右。農作物種植通常需較長周期，并使用大量土地、淡水等資源和肥料、農藥等農業生產資料。
中國科學院天津工生所研究團隊，采用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計出11步主反應的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，在實驗室中首次實現從二氧化碳到淀粉分子的全合成。核磁共振等檢測發現，人工合成淀粉分子與天然淀粉分子的結構組成一致。
天津工生所聯合中科院大連化學物理研究所，利用化學催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一化合物，然后通過設計構建碳一聚合新酶，依據化學聚糖反應原理將碳一化合物聚合成碳三化合物，最后通過生物途徑優化，將碳三化合物聚合成碳六化合物，再進一步合成直鏈和支鏈淀粉。
實驗室初步測試顯示，人工合成淀粉的效率約為傳統農業生產淀粉的8.5倍。按照目前技術參數推算，在能量供給充足條件下，理論上1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于5畝土地玉米種植的淀粉年平均產量。
相關成果使淀粉生產的傳統農業種植模式向工業車間生產模式轉變成為可能，并為二氧化碳原料合成復雜分子提供了新技術路線。
展開 CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術，是將CO2從電廠等工業或其他排放源分離，經富集、壓縮并運輸到特定地點，注入儲層封存以實現被捕集的CO2與大氣長期分離的技術。在此技術基礎上發展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業設施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產過程加以利用，最終實現有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環節基礎上增加了對二氧化碳利用的環節，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。
簡單來說，CCUS技術即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續再利用或者封存起來的技術。那么，二氧化碳的捕集技術有哪些呢？
1、化學吸收法
化學吸收法是指化學溶劑通過與CO2發生化學反應，對二氧化碳進行吸收，當外部條件如溫度發生或壓力改變時，使得反應逆向進行，從而達到二氧化碳的解析及吸收劑的循環再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經引風機從底部進入吸收塔，同時吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內接觸后發生反應。
展開 綠色技術 | 新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術
新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術應用示范裝置
來源：國家綠色技術交易中心
焦炭燒損控制措施與二氧化碳的炭熔反應
我們認為，在系統設備運行、操作以及工藝指標控制等正常的情況下，焦炭燒損的反應主要還是與二氧化碳的炭熔反應，即 C + CO2 = 2CO。
在氣體循環過程中，由于焦炭揮發分的不斷析出和空氣導入量增加，造成循環氣體中 CO 及CO2 含量逐漸升高，CO 經過燃燒也轉化為 CO2，由于二氧化碳相對來講是惰性氣體，故造成循環系統中二氧化碳的逐漸升高。
C02 與焦炭在高溫下也會發生反應，下表列出了不同溫度下 C02 反應的吉布斯自由能。C02 反應的吉布斯自由能在 730℃時為-6.6kJ／mol，即在此溫度下就可以與焦炭自發進行反應。在干熄焦的生產運行過程中，循環氣體從干熄爐底部進入，與自上而下的熾熱焦炭進行逆流接觸和換熱，在此過程中當溫度達到 730℃以上時，C02 就會與熾熱的 C 反應生成 CO，造成焦炭質量的燒損，隨著溫度的升高，反應會逐漸劇烈。而正常生產時，干熄焦循環氣體中 C02 體積百分比很大，因此該反應是影響干熄焦炭燒損的重要因素。
根據以上分析，為從根本上減少焦炭的燒損，必須降低循環氣體中二氧化碳的含量，控制燒損在可控范圍內，是必須采取的重要措施。降低循環氣體中二氧化碳的含量可以采取多種手段，譬如變壓吸附法、本菲爾法、有機胺吸收法等。經過分析對比，考慮投資、運行成本、操作等各方面因素，我們建議采用有機胺吸收法比較經濟合理。
（1）基本工藝流程及參數
按照干熄焦循環氣量 150000m3/h，系統新增 980m3/h 二氧化碳（前述）、設計 1200m3/h 計算，最終控制系統二氧化碳含量不大于 4% ，則需要抽出 40000m3/h 循環氣進行脫碳。工藝流程見圖 1。
展開 大型釀酒廠危害氣體乙醇和二氧化碳的監測
其中，乙醇和二氧化碳作為釀酒過程中產生的主要危害氣體，對環境和人體健康造成了潛在的威脅。因此，對大型釀酒廠中的乙醇和二氧化碳進行有效監測至關重要。
乙醇作為一種揮發性有機化合物，在釀酒過程中大量產生。當乙醇濃度過高時，不僅會對工作人員的健康造成影響，還可能引發火災等安全事故。因此，對釀酒廠中乙醇濃度的實時監測至關重要。
除了乙醇外，二氧化碳也是釀酒過程中產生的另一種重要危害氣體。在釀酒過程中，酵母菌通過發酵作用產生大量的二氧化碳。如果二氧化碳濃度過高，會導致工作環境惡化，甚至引發窒息等危險情況。因此，對釀酒廠中二氧化碳濃度的監測同樣不可忽視。目前，常用的二氧化碳監測方法包括電化學傳感器法、非分散紅外法等。這些方法能夠快速、準確地監測釀酒廠中二氧化碳的濃度變化，為安全生產提供有力保障。
二氧化碳可能會構成安全威脅。CO2濃度上升時，人們可能會開始感覺到疲倦。高濃度CO2可導致意識喪失，甚至死亡。二氧化碳可能會上升至危險水平的行業包括釀造以及碳酸飲料行業，以及葡萄酒廠。因此，非常有必要在每個存在CO2集聚或泄露的場所監測二氧化碳的濃度。
大部分國家都設定了工作場所CO2暴露濃度限制。例如，在美國，OSHA（職業安全健康管理局，美國勞工部）設置的CO2暴露濃度限制為，在8小時的勞動班次期間，工作場所內的CO2暴露濃度不得超過5000ppm。
為了確保監測數據的準確性和可靠性，大型釀酒廠需要建立完善的監測體系。首先，應選擇合適的監測點位，確保能夠全面反映釀酒廠中乙醇和二氧化碳的分布情況。其次，應定期對監測設備進行維護和校準，確保其正常運行和準確測量。此外，還應建立數據分析系統，對監測數據進行處理和分析，及時發現潛在的安全隱患。
展開 二氧化碳永久封存于海底沉積物“不是夢”
將二氧化碳永久封存于海底沉積物?科學家最近一項基于物理模型的數值研究，為推動這一夢想從理論變成現實邁出了堅實一步。
北京大學工學院院長張東曉課題組4日在美國《科學》雜志子刊《科學進展》上發表論文，介紹了二氧化碳地質埋存方面的最新成果。
二氧化碳地質埋存是通過技術手段將二氧化碳封存于地下，阻止其排放到大氣中，被認為是目前降低溫室氣體含量、緩解溫室效應的重要手段之一。二氧化碳常規埋存選址包括深部咸水層、廢棄油氣田以及深部的煤層。盡管這些埋存方式具有很好的應用前景，但由于二氧化碳在地層中會出現上浮狀況，因此依舊存在泄漏風險。多國科學家的目光“瞄”向了深海沉積物。
近年來，張東曉課題組對二氧化碳注入海底沉積物中的長期演化過程在計算機中展開數值研究，并評估了“封存”效果。
研究發現，在高壓、低溫環境中，液態二氧化碳的高密度會引起呈下沉狀態的“負浮力”，再加上二氧化碳與水反應生成二氧化碳水合物并阻塞流動通道，可以對二氧化碳在地層中的上浮情況起到很好的阻礙作用，從而實現二氧化碳安全、穩定、永久的封存。另一方面，用該方法封存的二氧化碳不會與海水接觸，避免了常規深海二氧化碳封存可能引起的對海洋生態環境的負面影響。
“這項物理模型的數值研究證實，將二氧化碳封存到深海沉積物中不是一個夢。”張東曉表示，此研究為二氧化碳地質埋存提供了除陸地之外的一個新的解決方案，將可埋存地點擴大到了廣闊的海洋沉積物，對未來全球二氧化碳減排及埋存選擇具有重要意義和應用前景。
張東曉介紹，由于深海地質埋存所需的作業設施類似于海域天然氣水合物(可燃冰)開采所使用的半潛式海上平臺，而且二氧化碳的注入有利于可燃冰
文章來源：新華網
展開 教程(三）煤層中二氧化碳地質封存案例
教程(三）煤層中二氧化碳地質封存案例
變壓器的碳足跡和減少二氧化碳排放的潛力
分析了變壓器廠家的平均能耗，據此估算出一臺1000kVA變壓器的生產能耗為750kWh，這將產生450kg的二氧化碳排放量/變壓器。
F.產品運輸
全球對變壓器的需求是通過進口和出口的結合來滿足的，有些地區有出口，有些地區以進口為主。當產品在其生產的地區使用時，運輸距離很低，而當它出口時，它可以是數千公里的量級。在分析中考慮了1500km的全球加權平均運輸距離，其中船舶和卡車運輸的比例估計為60:40。4種變壓器設計的排放量見表6
表6產品出廠運輸CO2排放量
G.產品安裝
安裝過程能耗不高，估計1000kVA變壓器的CO2排放為60kg。
H.產品運行
這一階段產生最大的CO2排放，因為變壓器的空載損耗和負載損耗在25年的預期壽命內都將被考慮在內。
下面的計算假設變壓器在整個使用壽命期間以50%的負載率運行，空載損耗在此期間保持不變。
該計算假設在整個生命周期內CO2排放量/kWh保持不變。然而，由于未來增加的新發電能力將主要來自可再生能源，這種情況在未來將會減少
表7 1000kVA變壓器使用壽命碳排放量
I.產品的報廢和回收
生命周期的這一階段包括材料的回收和廢物的處理。回收利用的潛力是根據今天的技術來計算的。
表8顯示回收和處置的物料數量。這個階段的回收和使用具有負的排放值，因為回收是一種環境收益，如表8所示。處理其他材料(非回收)和回收后的剩余材料需要能源，估計排放量為200kg/t
表8 物料壽命結束時的回收和處置情況
J. 1000kVA變壓器的全壽命周期碳足跡
表9 總結了4種1000kVA變壓器設計的凈碳足跡。
表9 1000kVA變壓器的使用壽命碳足跡
K.節約電能潛力
由于電能發電的節約，CO2排放量減少。
展開 每年使用CAESES減少的二氧化碳排放量
綜上所述，我們估計2019年的二氧化碳減排量為2835288噸。考慮到許多假設和粗略的數字，我們認為應該在分析中引入一個足夠保守的安全系數2。四舍五入后，我們得到了每年140萬噸二氧化碳減排量，也就是說，遠遠超過100萬。
這與其他來源的排放量對比如何？德國一個標準的半獨立式家庭住宅每年要燃燒大約1.5噸的石油來供暖，排放大約3.9噸的二氧化碳。這意味著，上述二氧化碳減排量相當于35萬套私人住宅的排放量，相當于為慕尼黑等德國大城市的居民提供舒適的住所數量。
自下而上的途徑
讓我們看一下具有代表性的船舶，以自下而上的方法 估算二氧化碳的排放量。容量為4100個標準箱的集裝箱船的發動機功率為37000 kW，通常每年在海上航行約6000小時。燃料消耗約為0.166千克/千瓦時。假設利用率為75％，能耗改善率為4％，每年可節省約1100噸燃料，這些節省的燃料相當于一艘單體船每年排放約3000噸二氧化碳。
第二個例子，讓我們分析一臺運轉速度較慢的阿芙拉型油輪，發動機功率為13500 kW。與集裝箱船類似的假設，每年節省的燃料約為400噸，二氧化碳排放量略高于1000噸。因此，通過自上而下方法對1萬艘船所預估的140萬噸二氧化碳排放量似乎確實非常保守。
除了生態影響之外，自然還有經濟因素。提高能源效率很容易降低航運的運營成本。IF380的國際燃油價格為每噸430歐元(2019年2月)。因此，集裝箱船和阿芙拉型油輪的年度成本分別減少了47.3萬歐元和17.2萬歐元。從大多數船舶運營20年來看，這將會累積到一個相當大的數字。
總結
我們認為，由上而下或由下而上的方法得到的數字，哪一個更準確或更可靠，也許并不那么重要。
展開 研究人員發現新催化劑 可將二氧化碳轉化為燃料
蓋世汽車訊 據外媒報道，研究人員使用超級計算機確定一組“單原子”催化劑，可在將二氧化碳轉化為燃料的過程中發揮關鍵作用。這將有助于解決全球變暖的問題。
（圖片來源：昆士蘭科技大學）
昆士蘭科技大學（QUT）科學材料中心的研究人員參與了一項國際研究。該研究通過理論建模確定六種金屬，包括鎳、鈮、鈀、錸、銠和鋯，在將二氧化碳轉化為可持續性清潔能源的反應中，這些金屬能夠發揮作用。
QTU副教授Liangzhi Kou表示，這項研究利用澳大利亞國立大學（Australian National University）的國家計算基礎設施進行實驗建模，以觀察單個金屬原子如何與二維“鐵電”材料發生反應。
鐵電材料的一面帶正電荷，另一面帶負電荷。當施加電壓時，這種極化狀態可以逆轉。在理論模型中，研究人員發現在鐵電材料中添加催化劑金屬原子，可將溫室氣體轉化為所需的化學燃料。一旦極性發生逆轉，這種狀態就會被保留下來，作為二氧化碳轉化的催化劑。
研究人員表示，十年前，就有人提出利用單原子催化劑來減少二氧化碳。這項研究極大地推動了這一領域的發展。“我們設計了一種特殊的化學催化劑，可以將溫室氣體CO2轉化為所需的化學燃料。同時，通過可行性方法，可以控制轉換效率。這意味著我們首次擁有加速或延緩反應的能力，甚至結束化學反應。”
這項研究為設計新型催化劑提供了指導，或將對化學產業產生深遠的影響。該研究領域的長期目標是，找到將CO2轉變為清潔能源的方法。通過這項研究，最終可能產生一種在發動機或工業系統中添加涂層的方法。這種涂層能夠轉化二氧化碳，而不是向大氣中排放更多的氣體。“CO2能引發溫室效應，是導致全球變暖的主要原因。
展開 二氧化碳氣體保護焊立焊在泥漿罐上的應用
前言
泥漿循環罐是鉆井行業必不可少的裝備，承載著泥漿儲存和循環的作用，在油田使用廣泛。采用焊條電弧焊焊接泥漿罐時存在著諸多缺點，如生產效率低、合格率低、變形大等。現改用CO2焊后，提高了生產效率，節約了焊接材料。
1 泥漿罐的用料及焊接位置和技術要求
泥漿循環罐的罐體采用δ=6mm的Q235普通低碳鋼板加工的瓦楞板與型鋼組焊而成。在組對過程中要對鋼板進行整體點固，點固組對全部完成后再進行整體焊縫焊接。焊接位置在組對焊接中基本上是平、立、橫和角焊縫，其中罐體立縫主要為δ=6mm板材對接立焊。要求整體焊縫美觀、平整，不得有虛焊、漏焊、焊瘤、夾渣、裂紋等缺陷存在。焊后進行常規力學性能實驗。
2 現行手工電弧焊主要存在的問題
泥漿罐屬于薄壁焊接容器,底板和立板為δ=6mm鋼板對接焊縫，整個罐體的板厚小、 焊縫多，施工時常會產生較大的焊接變形，焊后還需要清渣打磨等工序。所以在實際生產中用手工電弧焊組對焊接泥漿罐時存在著：生產效率低下、勞動強度大、焊后變形大、焊縫整體成形不好、焊縫接頭多等缺點。
3 CO2氣體保護焊技術的主要特點
相較于傳統的手工電弧焊工藝方法，CO2氣體保護焊生產效率高、 焊接質量好、焊后變形小、能源利用率高、焊接規范參數調節范圍大。CO2氣體保護焊技術的采用，不僅從多方面解決了手工電弧焊存在的問題和缺點，而且還省去工件翻轉，以及翻轉后所進行的多道工序，大大縮短了工件的加工時間。對于大型工件來說，減少一次吊裝翻轉工序，意味著給車間內其他工件的安裝調整提供了更多的時間，提高了車間的整體效率。
4 CO2氣體保護焊立焊工藝
針對實際工作中焊接泥漿罐時δ=6mm的Q235普通低碳鋼，改用CO2氣體保護焊焊接，以提高焊接生產率和焊接質量。
4.1 焊前準備
焊前清潔要求：坡口兩側20mm范圍內影響焊縫質量的毛刺、油污、水銹臟污、氧化皮必須清除干凈
展開 