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德图烟气分析仪助力“碳减排”

更新时间:2024-05-07      点击次数:155

2024年6月5日将迎来世界环境日,口号是“减塑捡塑”,主题是塑料污染的解决方案。中国主题是“建设人与自然和谐共生的现代化". 这意味着我们需要减少对环境的污染和破坏,采用更加清洁和低碳的生产方式。例如,可以采用可再生能源来代替传统的化石能源,减少二氧化碳的排放;可以采用更加环保的生产工艺,减少废弃物的产生;可以采用更加环保的原材料,减少对自然资源的破坏。“碳排放”和“碳中和”将是重中之重。

 

碳排放溯源

● 与人相关——化石燃料的燃烧和土壤中的碳被氧化释放

 

● 与自然相关——火山喷发、煤炭的地下自燃等

 

碳固定途径

● 自然固定

 

● 碳转化

 

● 碳封存

 

碳中和

● 只有当排放的量相等于固定的量之后,才算实现了碳中和。

 

碳排放近况

 

近几年全球每年碳排放量近数百亿吨,近90%来自于化石燃料燃烧,在与人相关的碳排放中,百分之五十多被自然固定,百分之四十多被留在大气中,导致大约2ppmv的大气二氧化碳浓度增加。

 

而在我国,工业排放约占39%左右,主要在建材、钢铁、化工和有色,而建材排放则主要来自水泥生产(水泥以石灰石(CaCO3)为原料,煅烧成氧化钙(CaO)后,势必形成二氧化碳排放)。

 

碳减排行动,迫在眉睫。近日,我国印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,就确保如期实现碳达峰、碳中和作了全面部署。这其中,水泥行业作为碳排放大户,实现“双碳”目标是一项长期、复杂而艰巨的任务。

 

水泥行业的可行性减碳路径

水泥企业二氧化碳来源

 

目前,行业专家认为,针对水泥行业碳达峰、碳中和实现路径问题,就行业现状而言,较为可行的实现路径有六条:

 

● 使用替代燃料;

 

● 通过节能减排技术进步和应用推广实现减排目标;

 

● 提升水泥产品利用效率和减少水泥用量;

 

● 开发低碳水泥;

 

● 优化调整水泥产品原材料结构,实现熟料替代;

 

● 碳捕集、利用、封存技术推广应用及发展。

 

烟气分析仪在减碳中做“加法”

 

01 用于辅助调整燃烧效率

水泥碳排放主要来源于熟料生产,熟料生产过程中二氧化碳排放50-65%来源于资源石灰石分解,35%左右来源于燃煤,目前乃至今后很长一段时期内将难有较为经济可行、能够大范围大比例替代石灰石原料的材料,因此水泥行业源头碳减排的重点是节约燃煤以及提高替代原燃料和废弃物的比例。煤炭即是水泥熟料生产过程中的提供能源的燃料,其燃烧后的灰分也是原料,水泥行业一直在努力通过科技创新节约替代一部分原燃料煤炭。

 

烟气分析仪可以通过测量熟料生产过程和燃煤过程废气中CO2浓度的方式来分析和调整燃烧工况。

 

在调整工况的过程中,烟气分析仪必须要面对高粉尘、高温的工况,而德图有非常丰富的采样探头群,能轻松应对。

 

采样探头耐温范围包括500℃、1000℃、600℃、1200℃、1800℃等。

 

对于粉尘应对而言,采样管有多级粉尘过滤单元,前置烧结过滤、软管过滤器、手柄过滤器等,当然仪器内还有更精细的过滤器以保护传感器。

 

02 用于辅助评估碳捕集装置的吸收效率

通过分别测量碳捕集装置前端进气、后端排气中的CO2含量,验证吸收装置去除CO2的效率。

 

对于验证过程而言,由于工况的动态变化,所以对前、后测量值的时效性要求较高。而 testo 350 蓝色版的净化装置测量功能,有效地解决了该问题。

 

1. 先后将两台装有传感器的分析箱放置在净化装置前、后端,两者之间的通讯可以通过长达百米的数据线实现。

 

2. 再通过无线或有线方式将两者的测量数据传输至同一显示屏幕,进行非常直观的对比。

 

03 排放监测

在废气总排口,使用烟气分析仪进行气CO2含量的手工校核监测。

 

废气总排口烟气中水分含量较高,对仪器的预处理模块有较高的要求。

 

解决方法:

 

1.德图testo 350 蓝色版烟气分析仪内置帕尔贴模块,也可以叠加外置帕尔贴模块或者加酸型预处理装置,高效去除水分,进而保证高精度的CO2测量。

 

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2.testo 370 高温红外烟气分析仪无需去除水分即可准确测量CO2,精度高达1%,同时还可以测量水分含量。

 

此外,环保政策除了对CO2有限制之外,对同样是温室气体的N2O和CH4 也有排放要求,testo 370 可以轻松应对同时测量三种温室气体的工况。

 

3.使用德图可调式加热采样探头,加热温度分别为160℃和120℃,有效避免管路中生产冷凝水。

 

04 操作并验证其他减碳途径

而对于上述三种应用之外的其他应用,比如开发低碳水泥、使用替代燃料等,无论在实验过程中,还是在现场实践过程中,都可以使用配置有CO2传感器的烟气分析仪进行测量验证。

 

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