简述碳循环的主要过程范文篇1
【文章编号】1007-4309(2013)02-0115-1.5
一、园林景观设计发展
一般认为,园林的发端来源于19世纪末的现代艺术运动思潮,随着现代建筑、绘画等艺术的发展,在工艺美术运动和新艺术运动等推动下,传统的园林景观设计逐渐向园林景观方向发展。
19世纪中叶,随着美国城市人口、环境压力的剧增,美国政府开始大量修建城市公园,进行了一场城市公园运动。其中,奥姆斯特德在1854设计建造的纽约中央公园开启了城市公园的先河,作为最早期的现代风景园林最早诞生在了北美大陆,而即使在一百多年后的今天,也不失为风景园林中的经典作品。同时期的欧洲则出现了新古典主义的组合、混合式风格,新艺术花园和印象派花园等,在随后的20世纪初期,1925年在法国巴黎举办的“国际现代工艺美术展”,在其中出现了大量的园林作品,例如装饰艺术和立体派花园等,并获得了很大的成功,由此打开了园林景观设计发展的新篇章。20世纪的70年代,风景园林艺术开始流行,并成为园林景观领域的主要流派
一直到今天,良好的社会环境和物质条件为园林景观学科的发展创造了条件,园林景观设计的理论仍然在不断的更新,并融合了各个地域文化的特点,从而发展出各具特色的园林设计理念和作品。
二、园林景观设计中的生态内涵及特征
与传统园林景观设计相比,低碳景观设计强调碳排放、能耗等环境指标,提高了能源利用率,将人与环境的和谐关系提高到一种深的层次。从目前国内外众多的园林景观设计案例来看,生态理念下的园林景观设计已呈现蓬勃发展之势,相关的设计理念及内涵也得到了很大发展。目前而言,生态理念在园林景观设计中的内涵及特征主要反映在三个方面:一是设计理念的内涵和特征;二是设计原则及内涵;三是园林景观低碳文化的内涵及特征。作为整个生态理念内容的一部分,内容分述如下。
(一)设计理念的内涵和特征
1.基于生态主义的设计理念
从19世纪后期开始流行,从人类社会与自然环境相互协调的关系出发,并以其动态平衡为设计目标的生态主义设计理念是低碳园林景观设计中的重要方面。作为最早反映人与自然关系发展的设计理念,其融合了植物学、生物学、农学、地理及气象等多门学科,在生态理念设计中经常采用基于生态主义的思想生态理念中的生态主义理念同时还体现在尊重自然、将生态自然与艺术相结合方面,以达到一种环境友好、自然和谐的效果。
2.基于资源节约的设计理念
资源节约理念最早也来源于生态主义的可持续思想,目前主要在建筑、园林景观领域,并出现了绿色住宅和节约型园林等理念,得到了广泛的推广。资源节约是实现生态理念设计的重要环节,其理念的核心内容包括高效和循环,重点体现在能源的高效使用和物质资源的循环使用。
电、热及亮化等能耗是景观使用过程中的重要碳消耗源,因此节能高效是低碳景观设计的必要目标,一般而言,景观的节能高效主要通过四个途径实现:一是设计低耗能的景观系统。通过方位、结构形式、绿化配置、自然通风等设计方法,改变或调整景观、建筑的能耗,例如通过建筑方位、结构实现建筑物的“冬暖夏凉”,通过植被、绿化的设计实现对气流、污染扩散、噪音和光线的控制。二是新能源的使用。在照明、取暖、灯光以及景观动力等方面广泛采用太阳能、风能、地源热和生物质能等新能源,降低对煤炭、天热气及电网等传统能源的消耗,同时提高了能源利用率,可大量的减少传统能源导致的碳排放。三是材料的使用和废弃物循环。生态理念尽量采用合理、环保的材料,从材料的生产、建造及废弃处理全过程的降低碳排放,目前比较常用的方法包括:尽量采用本地、原有材料,尽量减少废料乃至于实现零废料,材料及废弃物的循环使用。四是水资源的循环处理。水处理和景观是园林景观中的常见部分,以往的水景设计往往注重其艺术、美学方面的特征表达,而水处理则依赖于公共处理系统或直接缺失,由此而形成水资源的能耗、损耗均偏高。生态理念下的水资源处理和水景设计则偏向于开源节流、自然循环的设计,在雨水收集、灌溉、中水处理等方面充分利用自然力和生物特性,实现自然水系的自净化功能。
3.后工业化设计理念
自上个世纪60,70年代以来,西方发达国家逐渐进入后工业化时代,许多工业产业逐渐缩减或转移,产生了大量的工业废弃用地,很多废弃的工厂、矿山、铁路、仓库和码头用地需要改造成园林景观等公共空间,因此景观设计领域开始在工业废弃地环境下进行景观设计探索,在环保、生态理念的影响下,逐渐形成了自然生态恢复、治理的低碳设计理念,并成为现代景观设计中的重要部分。
4.注重科技与科技创新的理念
景观设计作为人类对于生存自然环境的主观改造与意识表达,其本身即是艺术与科学的集合,是一门多学科交叉的综合学科。随着现代社会科技因素的不断增加,对于景观设计要求和内涵的不断加深,科技因素在景观设计中的比重也随之变大,著名设计师密斯曾说:“当技术的使命完成之际,其将升华为艺术”。生态理念设计作为最新的景观设计前沿学说,其更重视科技创新的影响,并忠实履行着科学升华为艺术的职责。科技及其创新理念包含两个方面,一是设计方法的科学理性化;二是采用最新科技创新的成果。
(二)设计原则及内涵
1.自然为主的原则
自然为主的原则包含了两个方面:一是通过自然力做功,例如水力、重力、风力、太阳能及生物能等,实现景观的自我净化、维护与成长,减少由于外界非自然力引起的碳排放。二是在艺术创造上的自然为主原则,突破人工雕琢与修饰的美学范畴,重新审视自然之美,进入自然美学的新层次。
2.最小干预原则
最小干预原则与上述的自然为主的原则有共同的部分,最小干预原则即意味着在保持原始自然生态基础上,尽量减少人工建造干预自然生态,采用最高效、最合理的方式对初始景观、生态进行建造,在艺术设计上具有结构主义和极简主义的理念,给予原生态以最大的理解与尊重,从而减少了人工干预所需要的能耗,降低了碳排放。
3.循环集约原则
循环集约原则是生态理念的直接体现,循环集约原则既包括资源、能源,还包括了设计建造的过程,例如:对景观空间的高效利用,对建造材料的集约使用,对于能源和材料的节约与回收利用。其也反映前述资源节约理念的实践本质。
三、园林景观的低碳文化内涵及特征
优秀的园林景观设计是自然景观设计与内在精神文化的统一,相对于传统的“天人合一”的思想,低碳园林景观设计则显示了另一种层次的人与自然和谐统一。
园林景观的低碳文化引导社会理念的进步,它倡导一种合理、适度消费的观念,提倡以自然为主,充分利用自然和科学的力量达到降低碳排放的效果,人们通过设计、建造和使用低碳景观园林的过程中体会、传承这种顺应自然的和谐文化,在这种实践过程中改造自然的同时也改造了人类自身。
【参考文献】
[1]李泽厚.美学三书[M].天津:天津社会科学院出版社,2003.
简述碳循环的主要过程范文篇2
关键词:炼厂碳四抽余碳四MTBE丁烯-1丁烯-2生产工艺总结
中图分类号:TQ127.1+1文献标识码:A文章编号:
1引言
碳四烃来源不同,需求不同,利用途经也各不同。
炼油厂气分碳四(以下简称炼厂碳四)和抽余碳四(油品裂解制乙烯的联产物碳四烃经过丁二烯抽提后的碳四,简称抽余碳四)含有丰富的异丁烯、丁烯-1、丁烯-2等组分。为了提高化工企业的经济效益和综合竞争能力,充分发挥一体化生产优势,必需回收这些高价值的组分。最为成功的碳四综合利用工艺就是以碳四和甲醇为原料生产MTBE的醚化技术。此技术利用碳四作原料,加入甲醇,在催化剂作用下,碳四中的异丁烯与甲醇进行醚化反应生成MTBE,异丁烯转化率90~99.5%。生成的MTBE产品作为汽油添加剂使用,除去异丁烯的剩余碳四输往下游工艺制取高浓度的丁烯-1和丁烯-2产品。
下面将根据原料组成的不同和生产要求的不同,分别对这两种生产工艺进行详细说明。
2原料的组成
炼厂碳四原料中的异丁烯含量一般低于20%,而抽余碳四中的异丁烯含量一般在40%左右。炼厂碳四中的异丁烯含量在比抽余碳四中的要少得多。
3装置的生产目的
装置的生产目的或者叫生产需求就是整个装置要实现的功能。厂方根据自己的生产目的,来选择原料和生产技术。根据自己参加过的几个MTBE/丁烯-1项目,一般有以下两种生产目的。
3.1炼厂碳四中异丁烯含量在18%~23%左右,或者更少,但是含有丰富的丁烯。用炼厂碳四做原料,经醚化除去异丁烯后去丁烯分离单元回收其中的丁烯。丁烯输往下游作原料生产甲乙酮。产出的高纯度MTBE产品经冷却后去罐区。
3.2抽余碳四中异丁烯含量在40%以上,装置产出的MTBE产品产量较大;经醚化后的碳四去丁烯-1精制单元,制取高纯度的丁烯-1。丁烯-1输往下游作聚乙烯装置的共聚单体。
产出的高纯度MTBE产品经冷却后去罐区储存。
4生产工艺技术
本文的生产工艺技术主要介绍比较普遍的MTBE反应精馏技术,其它的丁烯-1精制技术和丁烯分离技术不作详细介绍。
4.1MTBE生产原理
MTBE是以甲醇和混合C4馏分中的异丁烯为原料,并且按一定的醇烯摩尔比混合,在大孔强酸性阳离子交换树脂作用下生成的。该反应是一个放热可逆反应,同时还伴随有副反应发生。具体反应方程式如下:
其主反应方程式为:
CH2=C(CH3)2+CH3OHCH3OC(CH3)3(MTBE)
副反应方程式为:
CH2=C(CH3)2+H2OCH3C(CH3)2OH(叔丁醇)
CH2=C(CH3)2+CH2=C(CH3)2(CH3)2C6H10+H(异丁烯二聚物)
CH3OH+CH3OHCH3OCH3+H2O(二甲醚)
因此,应尽量控制合适的反应条件以减少副反应的发生。
4.2MTBE反应精馏技术特点
根据碳四原料组成和对异丁烯残余量的要求,采用预反应加催化精馏工艺路线。其中预反应可以根据异丁烯含量的多少,经过工艺模拟计算后确定采用三台醚化反应器或一台醚化反应器。三台反应器前两台为外循环醚化反应器,第三台为绝热醚化反应器。催化精馏技术即为催化反应和蒸馏分离结合在一个塔内进行的技术。催化精馏塔分三段,精馏段和反应段是上塔,下塔是提馏段。经反应器进来的物料,在塔板的作用下,重组分MTBE和未反应C4分开,MTBE向塔釜流动;未反应C4和甲醇以汽相向塔顶方向流动,在反应段催化剂的作用下生成MTBE的同时,及时把MTBE分离出去,使反应推动力加强。这样,一边反应一边分离直至反应完全。
催化精馏技术是把反应与分离两个过程结合在一个设备中同时进行,在反应进行的同时进行分馏过程,使生成物与反应物分离,破坏反应的平衡,使之朝着正反应的方向进行,在一个装置中反应完全。
5工艺流程说明
用甲醇和含有异丁烯的C4馏分为原料,在催化剂作用下合成MTBE的工艺生产过程基本相似,都由反应部分和分离回收部分组成。下面分别就两种生产工艺进行详细说明。
5.1以炼厂碳四作为原料的生产工艺
本生产工艺由MTBE醚化反应、反应精馏、甲醇回收和丁烯分离等单元组成。
5.1.1MTBE醚化反应
炼厂碳四和甲醇按一定的比例混合,进入净化器,脱出原料中金属离子后,进入醚化反应器,在催化剂的作用下碳四中的异丁烯和甲醇进行醚化反应,生成MTBE。醚化后的碳四和MTBE混合物进入反应精馏单元。
5.1.2反应精馏
反应精馏塔由两段组成,分为下段和上段。醚化后的碳四和MTBE混合物经换热器升温后,进入反应精馏塔下段,甲醇进入反应精馏塔上段,甲醇和醚后碳四中的异丁烯在在催化剂的作用下,进行深度醚化反应,使异丁烯转化率提高到99%以上,达到除去异丁烯的目的。塔顶产品为含甲醇约1.6%的剩余碳四去甲醇回收单元的甲醇水洗塔。在反应精馏塔下段的塔釜得到纯度为99%左右的MTBE产品。经换热器后送出界区。
5.1.3甲醇回收
从反应精馏单元来的含甲醇1.6%左右的剩余碳四进入甲醇水洗塔的底部,与从塔顶部来的洗涤水在塔内逆向流动,用水洗去其中的甲醇,塔顶得到含甲醇小于50ppm的剩余碳四,进入丁烯分离单元。
甲醇水洗塔塔釜中得到浓度约9%的富醇水,经换热器升温后,进入甲醇/水精馏塔进行精馏。塔底得到贫甲醇水,送回甲醇水洗塔循环使用,塔顶的回收甲醇和原料甲醇合并在一起,继续进行醚化反应。
5.1.4丁烯分离
丁烯分离部分不是本文的讨论重点,因此不作详细说明。
5.2以抽余碳四作原料的生产工艺
本生产工艺由MTBE醚化反应、反应精馏、甲醇回收和丁烯-1精制等单元组成。工艺流程图与炼厂碳四MTBE装置的主要区别在于醚化反应部分,一般采用两台外循环醚化器加一台绝热反应器,其他反应精馏、甲醇回收的流程大致相同。
MTBE醚化反应
来自界区的抽余碳四和甲醇分别由原料进料泵进行加压,加压后的甲醇一部分与碳四混合,另一部分送入反应精馏单元。混合后的原料经原料加热器预热后,进入一段反应器。反应后物料,一部分经一段冷却器冷却后由泵循环至反应器入口,以控制该反应器的温度;另一部分物料进到二段反应器中继续进行反应。经反应后的物料一部分经二段冷却器冷却后由泵循环至反应器入口,以控制该反应器的温度;另一部分物料进到三段反应器继续反应,使异丁烯的转化率达90%以上。三段反应器反应后物料(醚后碳四)送入反应精馏单元。
5.2.2反应精馏、甲醇回收甲醇回收
反应精馏、甲醇回收工艺流程与前面炼厂碳四MTBE装置相同,这里不再累述。
5.2.3丁烯-1精制
简述碳循环的主要过程范文篇3
一是三者都是受20世纪后半期产生的新的绿色、循环、低碳等经济思想的影响,是对交通运输与人类、自然关系重新审视探索的结果,也是在交通运输领域面对资源、环境和生态严重发生危机问题的自我反省和正本清源改进的结果。二是三者以包括人类在内的生态大系统为出发点,以生态学的物质循环和能量转化原理为理论依据,处理资源与环境问题,为解决交通运输发展与资源环境约束之间的矛盾,积极探索协调交通运输活动与自然生态之间的关系。三是三者具有相同的人类交通运输活动和自然世界互相影响、互相依赖的系统观,相同的在资源环境可承受范围内的交通运输发展发展观,相同的节约、高效、清洁的交通运输生产观,相同的适度、循环的交通运输消费观。四是三者都主张改变传统交通运输以高投入、高消耗、高排放的粗放型增长为主要特点的发展模式,促进交通运输发展方式的重大转变。五是三者都是要成为生态交通运输,提倡的是交通运输活动应成为生态化过程的实践理念,都是为了解决交通运输可持续发展问题提出的发展模式,绿色交通运输是可持续发展的交通运输,循环交通运输支撑低碳交通运输、导向绿色交通运输。绿色交通运输发展、循环交通运输发展和低碳交通运输发展有共同点,但在核心内涵、理论基础、涉及领域、评价标准等方面具有各自的不同点。一是绿色交通运输的出发点都可归结于环境保护,资源循环利用是循环交通运输的主要内涵,低碳减排是气候变化大背景下产生低碳交通运输的根本性要求。二是三者主要针对的分别是环境问题、资源问题和气候变化问题,对应的理论基础分别为环境经济学、生态经济学和能源经济学。三是循环交通运输和低碳交通运输解决问题是一种点对点的映射思路,讲求着眼问题,从问题直接入手,是一种“自上而下”地解决交通运输领域问题的方案,而绿色交通运输解决问题采取的是“自下而上”的思路,针对交通运输环境问题追溯而上探究交通运输经济社会产生的负外部性。四是循环交通运输和低碳交通运输具有较强的针对性和操作性,绿色交通运输范畴可以包含一切与环境保护和可持续发展有关的交通运输发展形态和模式等,具有较强的包容性;五是相对而言,循环交通运输和低碳交通运输两者的评价指向具体、明确,可通过构建评价模型分别计算交通运输生态效率和交通运输碳生产力来评价其发展水平,而绿色交通运输评价一般较难,通常要采用交通运输绿色GDP核算方法,通过计算交通运输绿色GDP占整个交通运输GDP的比重衡量绿色交通运输发展水平。
二、本质、特征和核心
1.本质是发展模式的转换绿色循环低碳交通运输发展的本质是发展模式的转换。交通运输与其他行业一样是产生于人类推进工业化和城市化进程中,在20世纪90年代开始进行发展模式的转型。之前,没有将绿色、循环和低碳作为发展的约束条件,发展条件宽松,排放比较任意。但1992年合国环境与发展大会通过《联合国气候变化框架公约》(UN-FCCC),1997年UNFCCC的补充条款《联合国气候变化框架公约的京都议定书》签订以来,产生了发展模式必须转换的决定因素:二氧化碳排放有了限量,其排放权成为稀有资源。1997年84个国家、2009年183个国家(超过全球排放量的61%)共同约定,在2050年前将温升控制在2度以内,并据规则将总量分与各国家和地区,2009年我国承诺到2023年单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40%~45%。2.特征是“三低、三高”不能简单片面地将绿色循环低碳交通运输发展理解为低消耗、低排放、低污染的“三低”。“三低”仅仅代表的是交通运输绿色、循环和低碳,但不能完整准确地代表交通运输的绿色发展、循环发展、低碳发展。绿色循环低碳交通运输发展的概念内涵一定是交通运输“绿色”、“循环”、“低碳”和“发展”四者概念内涵的有机统一。除了“三低”外,还有高循环、高碳汇、高效率的“三高”,“三低、三高”的特征能完整体现绿色循环低碳交通运输发展的内涵。“零碳交通运输”、“负碳交通运输”的代价高昂,理论上有探讨的价值,但目前推广实施不具有现实性,不具有经济的可行性。只有认识了高循环、高碳汇、高效率“三高”,意味不减或可持续增加交通运输发展过程中的经济、社会和自然生态资本的总和,地方政府和企业才有推进绿色循环低碳交通运输的动力。3.核心是提高碳生产率可以用一个简单的公式表示交通运输的碳生产率:交通运输碳生产率=交通运输制度×(交通运输产值/交通运输二氧化碳排放量)。这一公式高度概括了绿色循环低碳交通运输发展的核心内涵就是提高碳生产率,揭示了绿色循环低碳交通运输发展的基本原理,可以成为理清绿色循环低碳交通运输发展对策的基本分析框架。由此公式可见,提高碳生产率有3条途径:增大分子、增大系数和减少分母。公式中的分子是交通运输产值,其增加的基本途径主要有促进行业技术进步、增加行业人力资本、推进行业产业升级、优化交通空间布局和提高产业竞争力等;分母是交通运输二氧化碳排放量,其降低的基本途径有优化交通运输能源结构和提高能源效率、优化交通运输产业结构、发展低碳交通、倡导低碳交通生活等;系数是交通运输制度,其提高的基本途径是通过交通运输制度变革和创新,在增加交通运输产值的同时降低单位产值的二氧化碳排放。这里的制度包括交通运输的法律、政策、组织、文化等制度。
三、绿色循环低碳交通运输发展的主要途径
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