生态型碳减排的系统化方法技术方案

为应对全球性气候变暖，本发明专利技术提供一种生态型碳减排的系统化方法，特别是提供一种由生态型稳态功能碳（Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｃａｒｂｏｎｓ，ＳＦＣｓ）的原料来源、制备过程、储存或功能化使用所组成的碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，具有在全球减少５－１００亿吨碳排放的规模可行性、经济可行性、资源可行性、生态可行性和技术可行性。ＳＦＣｓ由植物性或动物性有机物质分别经七种热化学过程和一种脱水干化过程，以不低于７５％的碳转化率制备而得。本发明专利技术将易被生物氧化分解的生物有机物质转化为具有４０年以上稳定安全期碳结构的ＳＦＣｓ，通过ＳＦＣｓ稳定的碳储存库实现初级生态型碳减排和非碳元素减排，通过ＳＦＣｓ的碳功能化使用库在多种碳排放源头控制和减少碳排放，实现高级生态型碳减排和非碳元素减排。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应对全球性气候变暖的，特别是涉及一种由稳态功能碳 (Stabilized Functional Carbons, SFCs)的原料来源、制备过程、储存或功能化使用组成的生态型碳减 排的系统化方法，使总碳循环量减少。通过SFCs建立的碳储存库实现初级碳减排和非碳元素减排，通过 SFCs建立的碳功能化使用库控制和减少来自多种碳排放源头的碳排放，实现高级碳减排和非碳元素减排。
技术介绍
大自然中，碳素在地球的各个圈层(大气圈、水圈、生物图、土壤團、岩石圈)之间，以碳循环(Carbon Cycle, CC)的方式进行循环流动和转化，总碳循环量处于动态平衡状态。工业革命后，从地下碳库发掘出 大量固态、液态和气态的碳资源，使CC系统的总碳循环量明显上升并严重失衡，形成正碳效应，导致大气 二氧化碳(C02)和甲烷(OU等温室气体(Greenhouse Gases, GHGs)的浓度急剧上升，使全球变暖，正 引发和将引发一系列危及人类生存的灾难性后果.2007年，联合国秘书长已就全球变暖的危害发出有力警 告全球变暖"不断加速的步伐让人非常震惊，，。"我认为，如果我们不采取行动，我们将大祸临头"。GHGs的总量控制，可从两方面入手， 一是减少其排放， 一是使已排放的GHGs被固定。公知的碳减排 方法，归为三大类。第一类控制大气C02和CFU的排放，减少GHGs排放源，使正碳转向零碳。如在化石类 燃料燃烧时实施C02捕捉并将处理后的0)2封存在地下或深海中；如煤矿瓦斯回收利用，牛放屁控制；如使 有较强温室效应的C仏转化为有较弱温室效应的C02,第二类控制能源和碳资源的消耗，虽不减少已进入 CC的碳总量，可使正碳转向零碳。如减少使用地下碳库来源的化石类燃料量；如发展可再生能源、生物 能源、高效发电、废热回收、建筑物的节能保温隔热、资源再利用等。第三类控制非C02和非CHa的破 资源流动，可使CC系统中某种碳状态的储碳时间延长，也可制造出某种稳定化的碳栽体将碳储藏起来，使正碳转向^Lf友甚至转向负碳，如植树造林，经光合作用把C02固定在植物体上，增加温室气体吸收"汇"，可稳定储碳几十年，起零碳作用；如捕捉收集含碳有机污染物，储存或能源开发皆起零碳作用；如在中温 无氧状态下以农林废弃物制备生物炭，可使碳储藏在CC的旁路，减少已进入CC的碳总量，起负碳作用。然而，公知的碳减排方法的实用性受到很大限制，既不足以有效地改善全球总碳循环量严重失衡的状 态，难以减少大气中过量的二氧化碳，又因耗资巨大和占用资源巨大而严重地影响经济的发展。突出的问 题是过高的费用，减排成本与经济发展矛盾突出，产品的不稳定安全(如泄漏)，多数方法仅使正碳转 向零碳，占用大量土地资源，得不偿失，环境负效应，社会经济地域发展不平衡，实施条件限制等。而且， 公知的碳减排方法仅解决影响GHGs的某一因素，效果零散、低效、无系统性、资源利用率低。气候变化和挑战是全球性的，解决方案也必须系统化和全球化。未来的全球性破减排方法需同时满& 规模可行性、经济可行性、资源可行性、生态可行性和技术可行性的多方面要求。碳减排的未来发展有 几个趋势从治理效果来看，要使总碳循环量获得有效的减少，从正碳到零碳仅是起步，而从零碳到负碳 才是最终目的；从系统化来看，GHGs的排放来自于CC过程的各个环节，纯物理或纯化学的、分散的、局 部的碳减排方法已难以应对全球变暖，而生态的、循环的、多元的碳减排系统化方法才是最终方向；从可 持续发展来看，减排成本与经济发展的突出矛盾必须协调，单纯为碳减排目的而发展的方法难有生命力， 而将碳排放源头、碳减排产物、碳功能化使用与社会经济环境生态效益进行有效整合的方法才有发展前景，寻求应对全球性气候变暖的碳减排方法，使总碳循环量减少，关键的方向将是寻求碳的来源性、碳的 可捕获性、碳的可储存性、碳的长期储存稳定安全性、碳的功能可使用性以及这些碳环节的可整合性。在CC系统，碳存在于气态、液态和固态三种主要状态中，并处于动态循环变化中。由于碳的循环特征， 使得捕获和储存其中任一种的碳状态，都可为碳减排提供解决方案，且碳减排的最终环境效果等同。但比较三种碳状态后可知，气态碳难被捕获、难储存且功能使用价值小；固态碳易被捕获、易储存且功能使用 价值大；液态碳则处于两者之间。因此，全球性碳减排的系统化方法的最佳途径是捕获固态碳并储存固态 碳。在各种固态富破材料中，又以CC生物團中大量的植物性有机物质和动物性有机物质为最佳原料来源，GHGs污染、农作物废弃物污染、资源能源短缺、建筑节能、废塑料和轮胎污染、农业养殖业污染、氮 磷污染、持久性有机污染物(P0Ps)、化学污染、电磁场污染等，看起来复杂混乱，但都直接或间接地与 碳排放相关，这些碳排放的源头构成一个以"碳"为核心并影响GHGs的巨大体系。因此，以有效地减少 总碳循环量为目的的全球性碳减排的系统化方法，既应包括建立稳定安全的碳储存库，也应包括对多种碳 排放源头的有效控制。理想的对策是，利用所建立的碳储存库控制和减少来自多种碳排放源头的碳排放.植物性有机物质改性后的生物炭和活性炭，动植物性有机物质改性后的脱水干化木乃伊，皆已被长期 实践证明是具有超长期稳定安全性质的碳储存库.如中国发掘的约2100年前的古墓(马王堆一号汉墓)， 墓室覆盖着大量的木炭，出土的女尸和植物种子皆无腐烂。正是木炭的固态碳结构及其特有功能所赋予的 保护条件，使与木炭共存的动物性和植物性的固态碳结构共同获得了长达2100年稳定安全的有效保存。对植物性有机物质的改性，通常在不同的化学处理、不同的空气介质、不同的液体或固体介质、不同 的过程、处理温度和时间等条件下进行，得不同的改性产物。美国专利4, 553, 978 (Yvan),在200°C至 280°C的中性气体环境中烘烤改变植物木质成分，优选240。C- 260。C,作用30分钟至5小时。美国专利 5， 585, 319 (Saitoh),在250°C至450°C转炉内加热木质纤维素5至100分钟得吸油材料，整个系统无气体 入口但有出口使焦化过程产出的酸和气体排出。美国专利4, 448, 589 (Fan等)，在738°C至788°C通入N2气，或N2、水气与C02的混合气，使含碳物质发生焦化反应产生燃料气体，以石英沙和抗结块剂为固体介质。梁知维和梁文熙在英国专利(GB1409130 )、法国专利(FR1409130)、德国专利(GE1409130 )、中国专利 (ZL01823477. 1)、澳大利亚专利(AU2001275621 )和俄罗斯专利(RU2277967 )中，对天然有机材料在氧 化介质中经过80°C至700°C,优选110°C至300°C， 1分钟至24小时的热化学处理，得疏水/亲水吸附材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，从CC生物圈的系统路线图入手，为解决总碳循环量的严重失衡寻求建立一种碳 储存库型的生态型^s友减排方案。再从循环经济入手，为GHGs排;故、资源能源短缺、农作物废弃物、建筑 节能、"白色污染"和"黑色污染"、农业养殖业污染、食品安全、氮磷污染、P0Ps、化学污染、电磁场污 染等多种碳排放的源头，寻求一种清洁生产或低碳经济型的控制方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：以不低于７５％的碳转化率，将通常在死亡后１星期至１年内即可自然降解并产生温室气体的植物性有机物质，转化为具有４０年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳，通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、储存或通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、功能化使用，组成可规模化实现　的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，包括以下步骤：　（１）提供所述的植物性有机物质；　（２）所述的有机物质与０－９５％体积的稳定促进剂混合；　（３）使步骤（２）的混合物被掩盖在硅沙或铁沙中，加热温度１８０℃至３５０℃，时间３０分钟至２４小时，同时，使热空气流经硅沙或铁沙的顶部，所产生的湿气和可挥发性物质透出硅沙或铁沙被流动的热空气带走，被带走的可挥发性物质经冷凝器收集成为新能源新资源，其余气体经空气净化器净化后排出；　（４）冷却，分离出所述的硅沙或铁沙，得到具有４０年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳（Ｉ）；　（５）储存所述的生态型稳态功能碳（Ｉ），实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排，或功能化使用所述的生态型稳态功能碳（Ｉ），实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁知维，
申请(专利权)人：梁知维，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]