顶部
收藏

二氧化碳捕集利用与封存


作者:
主编 谢和平 刘涛 副主编 王建兵 芮振华 谢亚辰
定价:
61.00 元
版面字数:
610千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2025年
ISBN:
978-7-04-065100-3
物料号:
65100-00
出版时间:
2025-11-14
读者对象:
高等教育
一级分类:
环境科学与工程类
二级分类:
环境科学与工程类通识课
三级分类:
能源与环境

本书列入未来产业(碳中和)新兴领域“十四五”高等教育教材。本书围绕碳中和技术及其产业发展编写,内容涵盖碳减排、碳捕集利用与封存(CCUS)等核心技术,旨在为读者提供全面的知识框架和操作指导。全书分为多个模块,具体探讨碳中和的背景与战略、碳减排技术的理论与实践、碳捕集利用与封存的前沿技术,以及能源系统转型中的管理与实施路径。为增强实用性,本书还精选了大量的案例研究和行业应用实例,力求理论与实践相结合,帮助读者深刻理解碳中和领域的复杂挑战和机遇。

本书不仅适合环境科学与工程、能源工程等相关专业的本科生和研究生作为教材使用,也可供能源、环保、政策研究等领域的科研人员和行业从业者参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 绪论
        • 第一节 全球气候变化与二氧化碳减排
          • 一、全球气候变暖与二氧化碳排放关系
            • 二、二氧化碳减排与国际碳中和行动
              • 三、碳中和技术体系
              • 第二节 CCUS技术现状与进展
                • 一、CCUS概述
                  • 二、CCUS技术现状与发展趋势
                    • 三、全球和主要国家CCUS的封存潜力
                      • 四、典型发达国家和地区CCUS发展路径
                        • 五、中国CCUS现状与减排潜力
                        • 习题
                        • 第二章 二氧化碳捕集过程中的吸收与吸附原理
                          • 第一节 二氧化碳物理化学基础
                            • 一、二氧化碳的分子结构与性质
                              • 二、二氧化碳相关的热力学基础
                              • 第二节 二氧化碳的吸收原理
                                • 一、二氧化碳的吸收过程
                                  • 二、二氧化碳物理吸收原理
                                    • 三、二氧化碳化学吸收原理
                                    • 第三节 二氧化碳的吸附原理
                                      • 一、二氧化碳的吸附过程
                                        • 二、二氧化碳的吸附热力学
                                          • 三、二氧化碳的吸附动力学
                                            • 四、二氧化碳的柱动态吸附
                                            • 习题
                                            • 第三章 热驱动的二氧化碳捕集技术
                                              • 第一节 二氧化碳变温化学吸收方法与技术
                                                • 一、热钾碱法
                                                  • 二、有机胺法
                                                    • 三、相变吸收剂法
                                                    • 第二节 二氧化碳变温吸附方法与技术
                                                      • 一、多孔矿物基吸附剂
                                                        • 二、分子筛吸附剂
                                                          • 三、水滑石类化合物吸附剂
                                                            • 四、锂基材料吸附剂
                                                              • 五、金属氧化物化学吸附剂
                                                                • 六、其他吸附剂
                                                                • 习题
                                                                • 第四章 压力驱动的二氧化碳捕集技术
                                                                  • 第一节 二氧化碳变压吸收法捕集方法与技术
                                                                    • 一、变压物理吸收法
                                                                      • 二、变压物理化学吸收法
                                                                      • 第二节 二氧化碳变压吸附法捕集方法与技术
                                                                        • 一、碳基吸附材料
                                                                          • 二、MOFs基吸附剂
                                                                          • 第三节 二氧化碳膜分离法捕集方法与技术
                                                                            • 一、气体膜分离概念
                                                                              • 二、二氧化碳膜分离原理
                                                                                • 三、二氧化碳分离膜的性能描述
                                                                                  • 四、二氧化碳膜分离材料
                                                                                    • 五、二氧化碳膜分离工艺与技术应用
                                                                                    • 第四节 二氧化碳膜吸收法捕集方法与技术
                                                                                      • 一、二氧化碳膜吸收技术原理
                                                                                        • 二、二氧化碳膜吸收工艺
                                                                                        • 第五节 二氧化碳低温分离法捕集方法与技术
                                                                                          • 一、二氧化碳深冷分离技术
                                                                                            • 二、冷冻氨法捕集二氧化碳
                                                                                            • 习题
                                                                                            • 第五章 电力驱动的二氧化碳捕集技术
                                                                                              • 第一节 电化学二氧化碳捕集原理
                                                                                                • 一、电化学反应原理
                                                                                                  • 二、直接电化学碳捕集技术原理与热力学分析
                                                                                                    • 三、间接电化学碳捕集技术原理与热力学分析
                                                                                                    • 第二节 电化学二氧化碳捕集测试方法
                                                                                                      • 一、二氧化碳结合常数测试
                                                                                                        • 二、气相和溶解二氧化碳测试
                                                                                                          • 三、电化学测试
                                                                                                          • 第三节 电化学二氧化碳捕集技术应用
                                                                                                            • 一、直接电化学二氧化碳捕集技术应用
                                                                                                              • 二、电化学二氧化碳间接捕集技术应用
                                                                                                              • 习题
                                                                                                              • 第六章 其他二氧化碳捕集技术
                                                                                                                • 第一节 燃烧前碳捕集技术
                                                                                                                  • 一、煤气化技术原理及分类
                                                                                                                    • 二、IGCC技术原理及工艺过程
                                                                                                                      • 三、IGCC技术中的二氧化碳分离技术
                                                                                                                      • 第二节 燃烧中碳捕集技术
                                                                                                                        • 一、富氧燃烧技术
                                                                                                                          • 二、化学链燃烧技术
                                                                                                                          • 第三节 直接空气碳捕集技术
                                                                                                                            • 一、直接空气碳捕集的原理与意义
                                                                                                                              • 二、直接空气碳捕集常用的吸收剂/吸附剂
                                                                                                                                • 三、直接空气碳捕集的应用及经济评估
                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                • 第七章 二氧化碳压缩与输送
                                                                                                                                  • 第一节 二氧化碳压缩原理与技术
                                                                                                                                    • 一、二氧化碳压缩原理
                                                                                                                                      • 二、二氧化碳压缩技术
                                                                                                                                      • 第二节 二氧化碳输送方式
                                                                                                                                        • 一、二氧化碳车载运输技术
                                                                                                                                          • 二、二氧化碳船舶运输技术
                                                                                                                                            • 三、二氧化碳管道运输技术
                                                                                                                                            • 第三节 二氧化碳管道运输系统设计
                                                                                                                                              • 一、二氧化碳管道运输系统的管道设计
                                                                                                                                                • 二、二氧化碳管道运输系统的压缩方案
                                                                                                                                                  • 三、二氧化碳管道运输系统的设计案例
                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                  • 第八章 二氧化碳地质封存
                                                                                                                                                    • 第一节 二氧化碳地质封存机理
                                                                                                                                                      • 一、构造封存原理
                                                                                                                                                        • 二、残余封存原理
                                                                                                                                                          • 三、溶解封存原理
                                                                                                                                                            • 四、矿化封存原理
                                                                                                                                                              • 五、海洋封存原理
                                                                                                                                                              • 第二节 二氧化碳地质封存类型
                                                                                                                                                                • 一、二氧化碳在咸水层中的地质封存
                                                                                                                                                                  • 二、二氧化碳在油藏中的地质封存
                                                                                                                                                                    • 三、二氧化碳在不可采煤层中的地质封存
                                                                                                                                                                      • 四、二氧化碳在基岩的地质封存
                                                                                                                                                                      • 第三节 二氧化碳地质封存潜力计算
                                                                                                                                                                        • 一、咸水层二氧化碳封存量
                                                                                                                                                                          • 二、不可采煤层二氧化碳封存量
                                                                                                                                                                            • 三、衰竭油气藏二氧化碳封存量
                                                                                                                                                                              • 四、二氧化碳海水封存量
                                                                                                                                                                              • 第四节 二氧化碳地质封存的风险管理
                                                                                                                                                                                • 一、二氧化碳地质封存的风险种类
                                                                                                                                                                                  • 二、二氧化碳地质封存的风险监测
                                                                                                                                                                                    • 三、二氧化碳地质封存的风险防控
                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                    • 第九章 二氧化碳地质利用
                                                                                                                                                                                      • 第一节 二氧化碳强化采油原理与技术
                                                                                                                                                                                        • 一、二氧化碳气驱强化采油原理
                                                                                                                                                                                          • 二、二氧化碳强化采气的影响因素
                                                                                                                                                                                            • 三、二氧化碳混相驱油藏工程技术
                                                                                                                                                                                              • 四、二氧化碳驱油地面设施
                                                                                                                                                                                                • 五、二氧化碳驱油防腐及其他实际问题
                                                                                                                                                                                                • 第二节 二氧化碳强化采气和驱替煤层气原理与技术
                                                                                                                                                                                                  • 一、二氧化碳气驱强化采气
                                                                                                                                                                                                    • 二、二氧化碳强化采页岩气
                                                                                                                                                                                                      • 三、二氧化碳驱替煤层气
                                                                                                                                                                                                      • 第三节 二氧化碳的其他地质利用
                                                                                                                                                                                                        • 一、二氧化碳增强地热
                                                                                                                                                                                                          • 二、二氧化碳强化采水
                                                                                                                                                                                                            • 三、二氧化碳溶浸采铀
                                                                                                                                                                                                            • 习题
                                                                                                                                                                                                            • 第十章 二氧化碳催化转化及利用
                                                                                                                                                                                                              • 第一节 二氧化碳催化活化方法
                                                                                                                                                                                                                • 一、二氧化碳热催化活化
                                                                                                                                                                                                                  • 二、二氧化碳光催化活化
                                                                                                                                                                                                                    • 三、二氧化碳电催化活化
                                                                                                                                                                                                                    • 第二节 二氧化碳加氢及与甲烷重整制取能源产品
                                                                                                                                                                                                                      • 一、二氧化碳催化加氢制备一氧化碳
                                                                                                                                                                                                                        • 二、二氧化碳催化加氢制备甲烷
                                                                                                                                                                                                                          • 三、二氧化碳催化加氢制备甲醇
                                                                                                                                                                                                                            • 四、二氧化碳催化加氢制备甲酸
                                                                                                                                                                                                                              • 五、二氧化碳催化加氢制备乙烯/低碳烯烃
                                                                                                                                                                                                                                • 六、二氧化碳与甲烷催化重整
                                                                                                                                                                                                                                • 第三节 二氧化碳催化转化合成化学品
                                                                                                                                                                                                                                  • 一、二氧化碳参与的合成反应
                                                                                                                                                                                                                                    • 二、二氧化碳制备尿素
                                                                                                                                                                                                                                      • 三、二氧化碳制备环状碳酸酯
                                                                                                                                                                                                                                        • 四、二氧化碳制备碳酸二甲酯
                                                                                                                                                                                                                                          • 五、二氧化碳制备水杨酸
                                                                                                                                                                                                                                            • 六、二氧化碳制备甲基丙烯酸
                                                                                                                                                                                                                                            • 第四节 二氧化碳合成聚合物及制备高性能材料
                                                                                                                                                                                                                                              • 一、二氧化碳合成聚碳酸酯
                                                                                                                                                                                                                                                • 二、二氧化碳合成聚氨酯
                                                                                                                                                                                                                                                  • 三、二氧化碳转化为其他共聚物
                                                                                                                                                                                                                                                    • 四、二氧化碳催化加氢制备淀粉
                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                    • 第十一章 二氧化碳矿化资源化与能源化利用
                                                                                                                                                                                                                                                      • 第一节 二氧化碳矿化天然矿物
                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、二氧化碳矿化天然硅酸盐矿物
                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、二氧化碳矿化天然玄武岩
                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、二氧化碳矿化天然钾长石制钾盐技术
                                                                                                                                                                                                                                                            • 第二节 二氧化碳矿化工业废料
                                                                                                                                                                                                                                                              • 一、二氧化碳矿化磷石膏联产硫酸铵和碳酸钙
                                                                                                                                                                                                                                                                • 二、二氧化碳矿化利用钢渣技术
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 三、CO2矿化利用脱硫渣技术
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 四、二氧化碳矿化养护混凝土技术
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 五、二氧化碳矿化利用高炉渣技术
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 六、二氧化碳矿化利用含氯钙镁废渣
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第三节 二氧化碳矿化发电
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 一、第一代二氧化碳矿化发电技术
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 二、第二代二氧化碳矿化发电技术
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 三、第三代二氧化碳矿化发电技术
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第十二章 CCUS典型工程及未来展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第一节 CCUS典型工程及案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、典型二氧化碳捕集工程及案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、典型二氧化碳地质利用与封存工程及案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、典型CCUS全流程工程及案例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第二节 碳中和目标下我国CCUS发展展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 主要参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                        相关图书