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工业排放的二氧化碳如何处理(工业排放的二氧化碳如何处理)

导语:工业中排放的二氧化碳来自哪里?

我们来看一看我国碳排放的情况。根据研究,目前我们国家的碳排放大概是100亿吨,其中排在第一位的是电力,其次是工业,占了39%。如果将工业进一步细分,大体上可以分为钢铁、有色、化工、建材这四大块。工业为什么会排放这么多二氧化碳呢?下面,让我们一同追寻工业的碳足迹。

▲ 一吨钢CO₂排放1.8-2.2t

首先是钢铁行业。炼铁的过程可以理解为把三氧化二铁(Fe₂O₃)里面的氧去掉,然后得到金属铁。传统的高炉炼铁方式是用碳跟氧结合,这样就会产生二氧化碳。按照方程式的理论计算,每吨铁的二氧化碳排放大概在1.18吨。但制作钢铁的实际过程比这个复杂的多,是一个很长的流程。

我们炼铁需要1600度的高温,升温通常需要通过碳加热来实现,所以实际上会多消耗一些。高炉炼铁的这个过程可能需要排放1.3吨,但我们还要做些原料准备,还要进行转炉炼钢等,所以一吨钢的总体碳排放量就达到1.8-2.2吨。

我们再来看看有色。有色的碳排放主要是由电解铝造成的,电解铝的过程其实也是把氧化铝(Al₂O₃)中的氧去掉。这时候仅仅靠碳就不够了,还需要电,整个过程的理论电耗大概在6300度左右。理论上说制作1吨铝可能需要排放7.6吨的二氧化碳。与钢铁一样,它是一个很长的流程,实际的二氧化碳排放在16吨左右。

建材中最重要的是水泥。烧水泥的过程基本上就是氧化钙(CaO)跟二氧化硅(SiO₂)反应生成硅酸钙。从方程式上看,其实没有二氧化碳的参与,但氧化钙的生产过程会放出二氧化碳。所以按照方程式计算,碳酸钙分解氧化钙的过程大约会排放0.53吨的二氧化碳。根据这个流程,1吨水泥熟料烧下来大概会排放0.9吨二氧化碳。

接下来看化工。化工的产品特别多,所以我以合成氨为例和大家介绍一下。为什么选合成氨?因为我认为它是对人类影响最大的化工产品。由于合成氨的发明,我们的粮食产量得到大幅增加。

合成氨的化学反应看起来比较简单:氢气加氮气生成氨,所以这个方程式里面也没有二氧化碳。但是制造氢气的过程会产生二氧化碳,我们一般把这种氢气称为灰氢。按照方程式来看,制造1吨氨气需要排放二氧化碳1.9吨。虽然方程式很简单,但是合成氨的过程非常复杂,最终我们可能需要排放4-5吨的二氧化碳。

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