導(dǎo)讀

黨的二十大報(bào)告指出，推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2022年底在海南博鰲舉行的以“碳中和——國際視野謀篇布局”為主題的“第二屆碳中和博鰲大會”，深入探討了全球應(yīng)對氣候變化的共識和措施、歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制、中國“雙碳”目標(biāo)頂層設(shè)計(jì)、碳中和愿景下區(qū)域和企業(yè)如何做好戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型布局等議題。

水泥行業(yè)是二氧化碳排放大戶之一。水泥生產(chǎn)的碳排放來源主要有：原料碳酸鈣的分解直接排放、燃料的燃燒直接排放和生產(chǎn)中的間接排放等。因此，需要研制低碳材料、對混凝土再利用和使用替代燃料，才能實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。島津一直致力于碳中和檢測技術(shù)的研發(fā)，尤其對水泥或混凝土碳化中TOC檢測及胺類水溶液中CO2吸收量的評估提供解決方案，為“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。

碳達(dá)峰碳中和小科普

碳達(dá)峰是指某個(gè)地區(qū)或行業(yè)，年度溫室氣體排放量達(dá)到歷史最高值，是溫室氣體排放量由增轉(zhuǎn)降的歷史拐點(diǎn)，標(biāo)志著經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高耗能、高排放向清潔低能耗模式的轉(zhuǎn)變。

碳中和是指某個(gè)地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)，人類活動直接或間接排放的碳總量，與通過植樹造林、工業(yè)固碳等吸收的碳總量相互抵消，實(shí)現(xiàn)碳“凈零排放”。

二者之間，先達(dá)到碳達(dá)峰，再實(shí)現(xiàn)碳中和。碳達(dá)峰是基礎(chǔ)，碳中和則是低碳發(fā)展的最終目標(biāo)。

島津解決方案

1水泥或混凝土碳化定量評價(jià)

由于混凝土中含有大量鈣，通常呈強(qiáng)堿性，吸收空氣中的二氧化碳等氣體后，形成碳酸鈣，碳化逐漸加重，可能會導(dǎo)致產(chǎn)品劣化。因此，在研究水泥產(chǎn)品改良和材料開發(fā)過程中，需要正確掌握材料中的碳酸鈣含量，以定量評價(jià)碳化。

分析利器

島津TOC-L 固體樣品測定系統(tǒng)

TOC -L固體樣品測定系統(tǒng)

方法特點(diǎn)

● 可使用TOC固體樣品測定系統(tǒng)進(jìn)行IC測定，由此迅速且輕松地測定碳酸鈣含量；

● 最大可測定1g樣品，因此可減小樣品不均勻所產(chǎn)生的影響；

● 與通常使用酚酞、目測進(jìn)行的評價(jià)不同，可通過定量，以數(shù)值確認(rèn)碳酸鈣含量細(xì)微差異。

圖1、水泥中碳酸鹽含量隨時(shí)間的變化圖

由上圖可見，剛剛開封的樣品幾乎不含無機(jī)碳（IC），樣品在大氣環(huán)境中靜置約3個(gè)月后吸收了空氣中的二氧化碳，IC濃度增加至約1%。使用TOC-L固體樣品測定系統(tǒng)，可定量確認(rèn)水泥等樣品中碳酸鹽含量隨時(shí)間的變化，為研究水泥產(chǎn)品改良和材料開發(fā)提供依據(jù)。

2胺類水溶液吸收CO2評價(jià)

當(dāng)前，CO2分離回收方法中常用胺類水溶液，要求其不僅要與CO2立即發(fā)生反應(yīng)，而且吸收后的CO2回收方便。

分析利器

島津總有機(jī)碳分析儀TOC-L 和總氮測定單元TNM-L

TOC-L和總氮測定單元TNM-L

方法特點(diǎn)

● 可使用TOC-L，評價(jià)通過胺類溶液分離、回收溫室效應(yīng)氣體CO2 的過程；

●通過對胺類溶液進(jìn)行IC 測定，可求出溶解CO2 和碳酸氫離子濃度等無機(jī)碳濃度；

● 也可通過TOC/TN 測定，進(jìn)行胺類溶液的濃度管理。

吸收CO2 氣體前后的胺類溶液IC、TN(總氮)、TOC測定結(jié)果如下表所示（各測定值是經(jīng)稀釋倍數(shù)校正后的值）。

表1、AMP胺類溶液測試結(jié)果

注：AMP胺類溶液: 2-胺基-2-甲基-1-丙醇, 化學(xué)式為(CH3)2C(NH2)CH2OH，制備為20 wt%

由表1可知，通過吸收CO2氣體，AMP溶液的IC濃度大幅增加至1000倍以上。胺類溶液吸收CO2氣體，CO2以碳酸氫根離子的形式溶解于溶液中，導(dǎo)致IC濃度增加。而TOC和TN濃度則沒有較大變化。由此可知，此次CO2氣體吸收試驗(yàn)，沒有對胺類溶液濃度產(chǎn)生較大影響，回收具有良好的穩(wěn)定性。

結(jié)論

島津也一直在致力于碳中和檢測技術(shù)的研發(fā)，TOC-L 固體樣品測定系統(tǒng)可對水泥或混凝土碳化中TOC進(jìn)行測量，TOC-L/TNM-L組合可對胺類水溶液中CO2 吸收量評估及管理，為研制低碳材料、對混凝土再利用和使用替代燃料提供技術(shù)支撐，為水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做貢獻(xiàn)。

撰稿人：唐國軒

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