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知识目标：认识二氧化碳的主要物理和化学性质;了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用以及对人类生活和生产的意义。
能力目标：初步学会运用观察、实验等方法获取信息;初步学会用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工;
情感目标：激发学生的好奇心和探究欲;发扬善于合作、勤于思考、勇于创新和实践的精神。
学习重点：认识二氧化碳的主要物理和化学性质
学习难点：运用观察、实验等方法获取信息，并对获取的信息进行加工
学习方法：实验探究、交流讨论。
教学方法：指导探究、主持讨论。
教学设计：
教师活动学生活动预测与对策
[创设情景](故事导入)一人带着一条狗走进一个山洞，走着走着，狗突然倒在地上，原来狗已经死了。……导致狗死亡的原因是什么?
[教师讲解](小结并提出学习任务)几位同学猜得很对，是由于山洞的下层充满二氧化碳气体所致。你们还知道其他有关二氧化碳气体产生和消耗的途径吗?把你知道的归纳一下，填写在学案上。
[问题导入]你知道二氧化碳有哪些用途吗?引入二氧化碳的奇妙变化(液态二氧化碳，固态二氧化碳—干冰)
[播放录像]光合作用，温室效应、二氧化碳灭火器、“干冰”的用途。
[创设问题]你知道打开汽水瓶或啤酒瓶时冒出的气体是什么吗?如何验证?
通过此实验，你还能得出二氧化碳具有哪些性质?
[演示实验]在一个装满二氧化碳的集气瓶中，注入少量水，迅速塞上单孔橡皮塞(连有导管、橡皮管和弹簧夹)并把导管另一端放入盛水的烧杯，打开弹簧夹。
[问题情景]我们同学每天都喝饮料，你对瓶子上的说明有哪些发现或有哪些疑问吗?
[提供信息]紫色石蕊试液遇到酸性物质会变红，可用来检验二氧化碳和水是否会生成碳酸。
[布置任务]自己设计实验方案，探究二氧化碳和水是否会生成碳酸。
[布置任务]按照课本p43图2-21设计一个实验，观察实验现象，并推测二氧化碳还有哪些性质。
[演示实验]把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中。
[布置任务]通过以上的实验探究和交流讨论，你能说出奇妙的二氧化碳具有哪些物理性质和化学性质吗?
[家庭实验]自制汽水：取一个洗刷干净的汽水瓶，瓶里加入占80%容积的冷开水，再加入2g白糖和少量果味香精，然后加入2g碳酸氢钠，搅拌溶解后，迅速加入柠檬酸，并立即将瓶盖压紧，使生成的气体不能逸出而溶解在水里，将瓶子放置在冰箱中降温。取出后，打开瓶盖就可以饮用。[交流讨论]
[思考、填写]
[观看、了解相关知识]
[实验探究、观察、思考、得出结论]
实验内容：将汽水瓶中的气体通入澄清石灰水中。
[观察实验现象、解释原因]
[提问、讨论、解答]
[分析信息]
[设计并实施实验方案]
[总结出二氧化碳的又一条化学性质：二氧化碳能和水反应生成碳酸。]
[用自带的碱面和醋完成实验、得出性质]
[观察现象、说明二氧化碳灭火的原因]
[交流讨论、总结]
[家庭实验]
有的学生可能听说过这个故事，知道是山洞的下层充满二氧化碳气体的缘故。
学生根据已有的知识和日常生活经验，会知道自然界中二氧化碳的循环。
学生可能知道舞台烟雾，人工降雨是怎么回事。
学生对于实验原理，实验操作不会有太大困难。但要得出二氧化碳有关性质可能有些难度。
学生在学习了空气中氧气含量测定实验的基础上，解释该实验现象的原因不会有太大的难度。
学生的问题可能是：瓶子标签上写的是碳酸水，为什么不写二氧化碳饮料?
对学生来说用“紫色石蕊试液检验酸”这一知识点是陌生的，需要教师的引导。
方案可能有：直接向碳酸饮料中滴紫色石蕊试液;把二氧化碳通入紫色石蕊试液。等等。
通过学生自主实验、观察教师演示实验，学生能得出二氧化碳的相应性质。
该实验生活气息浓，趣味性强。
课后反思：
作为世界上最大的发展中国家，我国政府在2009年12月的哥本哈根国际气候会议上对全世界作出郑重承诺：到2020年我国单位国内生产总值的二氧化碳排放量比2005年下降40％～50％．而作为世界上最大的碳排放国家，我国的碳减排目标任重而道远．当前，全球都在积极推行“低碳经济”，各国都在努力实现“绿色生产”，力求减少碳排放量．我国政府在“十二五”规划中提出节能减排的约束性目标，即单位国内生产总值能耗要降低16％，而二氧化碳排放要降低17％，主要污染物的排放总量要求减少8％到10％，同时把该目标进一步分解到全国各地区，要求各地区务必坚持绿色、低碳的新型发展理念，把节能减排作为贯彻落实科学发展观、加快经济发展方式转变的一个重要出发点，发展资源节约型、环境友好型的生产消费模式，进而增强自身的可持续发展能力．一直以来，二氧化碳排放问题作为全球变暖背景下的一个新标识，是国内外众多学者密切关注的重点．由于我国存在严重的区域经济发展不平衡和地区资源禀赋差异，中国各省市地区的碳排放也存在显著差异．要想制定出科学合理且有针对性的节能减排政策，就必须很好地把握中国各省市的碳排放情况，因此有必要对各省市碳排放量进行全面系统的测算．然而，截止目前，我国无论是国家层面的还是省级层面都没有直接公布二氧化碳排放量的官方统计数据，国内外学者的测算研究都是基于对能源消费量的测算．那么，我国各省份二氧化碳排放量到底有多少，哪些因素对二氧化碳的排放产生影响？这些相关影响因素对二氧化碳排放的影响程度又是如何呢？这些问题的解决与否关系到我国节能减排政策制定的科学与否，也关系到低碳战略实施成效的显著与否．节能减排工作的顺利开展，是我国经济社会保持可持续发展的关键．本文参照IPCC（2006）以及国家气候变化对策协调小组办公室［3］和国家发改委能源研究所（2007）［4］的方法，运用相关方法对各省市地区的碳排放量数据进行估算，比较详细估算了我国30个省市（直辖市、自治区）1997—2011年的二氧化碳排放量．
2各地区碳排放量的测算
考虑到二氧化碳排放的来源比较广泛，除了化石能源燃烧外，在水泥、石灰、电石、钢铁等工业生产过程中，由于物理和化学反应的发生，也会有二氧化碳的排放，而在所有工业生产过程排放的二氧化碳中，水泥大约占56．8％，石灰大约占33．7％，而电石、钢铁生产所占不足10％．为了进一步增强估算的全面性和准确性，本文不仅估算了化石能源燃烧所产生的二氧化碳排放量，同时也估算了水泥生产过程产生的二氧化碳排放量．另外，为精确起见，本文进一步将化石能源消费细分为煤炭消费、焦炭消费、石油消费、天然气消费，其中石油消费则更进一步细分为汽油、煤油、柴油、燃料油四类．所有化石能源消费数据都来自于历年《中国能源统计年鉴》．水泥生产数据来自于国泰安金融数据库．水泥生产过程产生的二氧化碳排放量具体计算公式如下：CC＝Q×EFcement．（2）其中CC表示水泥生产过程中二氧化碳排放总量，Q表示水泥生产总量，而EFcement则是水泥生产的二氧化碳排放系数．本文估算水泥生产的二氧化碳排放量时，仅仅计算了化学反应产生的二氧化碳排放量，而没有包含水泥生产过程中燃烧化石燃料而造成的二氧化碳排放量．表1列出了各类排放源的CO2排放系数．经过一系列准确计算，可以得到我国30个省市地区1997—2011年二氧化碳排放量的估计值.由表2的二氧化碳排放量估算值可以看出我国各省市地区碳排放量基本都呈现上升趋势，地区差异比较明显．为了更好的体现我国二氧化碳排放的地区差异性，将我国30个省（市、区）按照经济发展水平和其地理位置划分为三大区域，包括东部地区、中部地区以及西部地区．具体来讲，东部地区包括北京、河北、天津、辽宁、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东和海南这11个省（市）；中部地区主要包括黑龙江、吉林、山西、湖北、河南、湖南、安徽和江西这8个省份；西部地区则包括内蒙古、广西、云南、贵州、四川、陕西、重庆、青海、宁夏、新疆、甘肃、（由于缺乏数据较多，未估算其二氧化碳排放量）这12个省（市、区）．表3显示我国三大区域的碳排放量.表3的数据反映了我国及东中西部三大区域碳排放量情况．从总体上来看，1997—2011年我国的二氧化碳排放量呈现持续增长的趋势，从1997年的336565．69万吨增长至2011年的1066359．01万吨，增长幅度达到729793．32万吨，短短15年间排放量大约增长了2．17倍．由图1可以明显看出，在1997—2002年我国二氧化碳排放量处于缓慢增长的阶段，这个阶段我国的二氧化碳排放量年均增长为3．48％．这个阶段产生的原因主要是受亚洲金融危机影响，我国出口贸易缩减，这在一定程度上减少了二氧化碳的排放．从2003年起，亚洲各国陆续走出金融危机的泥潭，我国经济发展加速，但由于我国高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式，使得我国这一阶段的二氧化碳排放量处于快速增长期，2003—2007年我国二氧化碳排放量增速达到13．70％．之后我国二氧化碳排放量增速有所下降，2008—2011年增速为9．37％．虽然增长率依旧不低，但是相比于2003—2007年还是呈现下降趋势．这说明我国意识到能源环境的重要性，开始探寻低碳经济路径，为实现绿色生产付出努力．特别是在2008年10月29日我国公布的《中国应对气候变化的政策行动》白皮书，郑重声明了我国应对气候变化问题的积极态度和相关行动，更是明晰了我国未来低碳发展路径．从表3东中西部三大区域碳排放量情况可以明显看出，我国的碳排放区域差异性是比较显著的．总体来讲，我国二氧化碳排放量呈现由东到西依次递减的规律，东部地区碳排放量最多，中部地区次之，西部地区碳排放量最少．东部地区的二氧化碳排放在绝对量上大大超过中西两大区域．从图2可以看到，这三大区域二氧化碳排放均呈现逐年增长的趋势，且其增长规律均与全国二氧化碳排放量一样，可以分为三个阶段：从1997—2002年三大区域的二氧化碳排放量有升有降，总体来说处于缓慢增长阶段；从2003—2007年，三大区域的二氧化碳排放量均呈现不同程度的增长，整体处于快速增长阶段；从2008—2011年，三大区域的二氧化碳排放量处于增速下降阶段．图2是我国1997—2011年30个省市地区二氧化碳排放量均值的降序排列图．其中，二氧化碳排放量均值位于全国二氧化碳排放均值的省市地区有：山东、河北、江西、江苏、河南、广东、辽宁、内蒙古、浙江、四川和湖北．排名靠前的前五个省份是山东、河北、江西、江苏和河南，分别占我国二氧化碳排放总量均值的8．71％、8．00％、7．68％、6．21％和5．95％．我国的主要二氧化碳排放大省均为传统工业，能源消费以煤炭为主．二氧化碳排放量排名靠后的五个省份分别是天津、甘肃、宁夏、青海和海南，分别占我国二氧化碳排放总量均值的1．46％、1．44％、0．98％、0．40％和0．30％．图3是我国1997—2011年各省碳排放年均增长率的降序排列图．可以看到，二氧化碳排放年均增长率排名前五的省份是宁夏、内蒙古、海南、福建和山东，其中宁夏二氧化碳排放的年均增长率达到15．36％．宁夏出现较高二氧化碳排放速度的原因与其快速的经济增长密切相关，1997年宁夏的国内生产总值为210．92亿元，2011年为2102．21亿元，增幅达到1891．29，增长了8．97倍．第二产业的产值占国内生产总值的比重由1997年的41．6％增长到了2011年的50．2％，增长了8．6个百分点．快速的经济发展及不合理的产业结构刺激了二氧化碳的高速排放．除了以上二氧化碳排放年均增长率排名靠前的省份外，青海、陕西、广西和新疆的年均增长率也均超过了10％，高于全国8．59％的平均增长水平．排名靠后的五个省份为辽宁、山西、黑龙江、上海和北京，其二氧化碳排放的年均增长率分别为6．47％、6．16％、5．41％、4．32％和1．95％，其中北京二氧化碳排放年均增长率以1．95％位居全国最低.
3我国各省区二氧化碳排放影响因素的实证研究
影响二氧化碳排放的相关因素很多，比如地理因素、经济发展水平、产业结构、产权结构、能源消费结构、对外开放程度、投资水平、制度环境、城市化水平、能源价格等［5－8］．考虑到客观条件的限制，在考虑数据可得性基础上，本文构建面板数据模型研究产业结构、出口贸易、能源消费结构、城市化水平、国内生产总值对二氧化碳排放的影响．本文选择的面板数据模型如下：yit＝α＋Zitβ＋ηi＋εit．（3）其中，yit是第i个省份第t年人均二氧化碳排放量；α是常数项，β是回归系数；ηi是个体效应，主要用来控制各省份自有的特殊性质，εit是外生解释变量，主要包含国内生产总值（用gdp表示）、能源消费结构、城市化水平、产业结构及出口贸易等因素．其中，能源消费结构以煤炭消费量占能源消费量的比重度量（用energe表示），城市化水平以非农人口占总人口比重度量（用city表示），出口贸易以出口额占GDP的比重度量（用export表示），产业结构以第二产业占GDP的比重度量（用industry表示），同时对所有变量进行了取对数处理．结果显示，该面板回归模型拟合地较好，回归系数具有较高的显著性，其符号方向与现实情况较为符合．产业结构及国内生产总值对二氧化碳排放量的弹性系数较高，说明二氧化碳对产业结构及国内生产总值的变动比较敏感．第二产业占GDP的比重每增加1％，会使二氧化碳排放量增加0．9744％，这说明第二产业与碳排放呈现明显的正相关关系，第二产业是二氧化碳排放的主要驱动因素．经济每增长1％，二氧化碳排放量则会增加0．5812％，这说明经济增长也是碳排放量增多的一个重要因素，二者呈现正相关关系．能源消费结构与出口贸易与碳排放量的弹性系数在1％水平上不显著．
4结论与政策建议
关键词：CO2捕集 京都议定书 燃煤电厂 吸收 吸附 分离 环境
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0000-00
1 引言
人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等）所排放的大量CO2等多种温室气体，致使全球变暖是最主要的原因。火力发电厂燃煤所产生的主要碳氧化物是二氧化碳（CO2），是温室气体的主要来源，2005年2月16日“京都议定书”生效，而中国是“京都议定书”的签约国，对二氧化碳的捕集再利用再一次成为全球关注的主要问题，也是缔约国在社会经济发展和生产经营活动中减少碳排放的重要目标之一。
我国二氧化碳排放到大气中每年约110亿吨，但由于回收二氧化碳的措施不到位，致使回收再利用的二氧化碳量每年还不到排放量的2%，既造成气候变化恶劣，形成了可怕的温室效应，又浪费了宝贵的碳资源。
二氧化碳放空对环境危害极大，这已经是路人皆知的事实，但单纯为治理而治理限制其排放，又将对国民经济的快速发展产生较大影响。目前二氧化碳已经被广泛地应用于多个领域，如化学合成工业、石油开采、金属铸造加工、机械保护焊接、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、医药卫生、消防灭火等许多行业都需要大量二氧化碳，是一种宝贵的资源。因此，如果能把排放的二氧化碳回收再利用，既不会因减排而影响国民经济的发展，又会起到保护环境的作用，有利于国民经济快速增长。
2碳捕集工艺分离
根据目前二氧化碳的来源和用户的要求，主要分离方法有以下几种：
（1）溶剂吸收法：主要包含物理溶剂吸收和化学溶剂吸收。这种方法最适用于从二氧化碳浓度低于20%的烟气中回收二氧化碳。二氧化碳浓度可大于98%，但流程较复杂，操作成本高。
物理溶剂吸收法是利用二氧化碳气体和其它气体在某一种溶液中的不同溶解度而进行分离的方法。而化学溶剂吸收法是利用二氧化碳与某一种溶剂起化学反应，生成中间化合物，其他气体不与该溶剂发生反应；生成中间化合物在另外一个装置中分解后又生成二氧化碳和溶剂，溶剂反复使用，二氧化碳连续排出，从而使二氧化碳与其他混合气分离。
（2）变压吸收法：采用固体颗粒吸附剂有选择性吸附混合气体中二氧化碳，在压力作用下，二氧化碳被吸附剂吸附，其他气体不被吸附而得以分离。当吸附剂吸附二氧化碳接近饱和时，靠降压和抽真空把吸附的二氧化碳解吸下来，统一作为废气排出。二氧化碳浓度较低，一般在60%左右。
（3）膜分离法：利用一种类似管道的中空纤维膜，膜壁上布满超细微孔，孔径为分子量级（单位：道尔顿）。可通过物质分子量的大小，采用不同工艺制作不同分子量孔径的膜。膜的材质为疏水性高有机分子材料，即：透气而不透水。在压力作用下，混合气体中的二氧化碳从膜壁渗透出去，其他大分子气体不能渗透而从管道的另一端排出，以达到分离二氧化碳。可想而知，这种方法适用于气源比较干净、且全部是大分子的混合气体，产生的二氧化碳浓度不大于90%，并且有机膜很容易被杂质或油水污染而报废，寿命一般不超过两年，能耗很高。
（4）低温精馏法：是利用二氧化碳与其他气体的不同沸点进行分割，用不同吸附剂脱除比二氧化碳沸点大的重组分，用精馏法提取比二氧化碳沸点小的轻组分，最后剩余纯度99.99%以上的二氧化碳。这种方法适用于二氧化碳纯度已经达到90%以上，且产品纯度要求很高、又需要液化储运的场合，是目前最先进的技术方法。
（5）催化燃烧法：利用催化剂与纯氧把烟气中可燃烧杂质燃烧脱除。但要使杂质含量降到PPm级，就要加入过量纯氧助燃，这将带来新的氧气与二氧化碳分离难题；另外催化燃烧需在300℃以上操作，后续二氧化碳液化又需在-20℃以下操作，这温度一升一降的变化使能量消耗非常惊人；同时还无法除去一些不燃烧的杂质，的催化剂也要一年更换一次。所以，该技术在世界范围内被淘汰，很难推广使用。
3主要工艺技术流程
火力发电厂燃煤锅炉产生的大量烟气，因不同煤种及含量会有一定波动，其中含二氧化碳8～12%，氮气78%，氧气4～9%，氢气约3%，水分5%左右，其他是一氧化碳、氮氧化物、硫化物等杂质。烟气作为碳捕获的原料气，如需生产食品级二氧化碳产品，首先要用化学溶剂把二氧化碳从10%提浓到93%（干基），其次用吸附精馏再提纯到99.9%以上，主要流程如下：
从燃煤锅炉来的烟气经脱硝、除尘、脱硫后进入碳吸收塔。碳吸收塔中的化学吸收液吸收二氧化碳，吸收后的富集液经热交换器加热进入解吸塔得到浓度为93%（含饱和水）左右的二氧化碳气，通过缓冲罐和压缩机增压、冷却除水、稳压进入干燥床，采用分子筛干燥剂干燥脱水，通过吸附床脱除油脂、硫化物等杂质；再经冷冻机降温液化后进入精馏塔。轻组分氮气、氧气全部从精馏塔顶排出，塔底得到纯度为99.9%以上的食品级二氧化碳产品，经储存后装瓶出厂。每套干燥床和吸附床均为两个相同体积的床体，内装等量的干燥剂和多种高效吸附剂。两个床可轮流操作，连续生产。
4 吸收液和吸附剂的选择
对低浓度二氧化碳吸收剂的选择主要有羟乙基乙二胺（AEE）、N一甲基二乙醇胺（MDEA）和2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP），他们具有吸收速率快、吸收量大，以及对温度变化不敏感等优点，比原有以一乙醇胺（MEA）为主的吸收液吸收量大了23%，所需再生加热量可降低了20%以上，再生解吸率则高达99%，重复利用率高。与该溶剂配置的设备尺寸小，换热器面积小，溶剂泵耗能低，溶剂降解率低，对设备腐蚀性小，设备经过适当防腐处理就完全可以采用碳钢制作，可极大降低投资。
吸附法回收二氧化碳的关键技术是吸附剂的选取，而应用在二氧化碳精制中的普通吸附剂有活性炭、氧化铝、硅胶、分子筛等，这些吸附剂作为多孔、高比表面积的物质，对水分、油脂等许多物质都有好的吸收性，当然对二氧化碳也具有吸附性，因此不适合脱除高浓度、高压力二氧化碳中的杂质。现在单纯使用活性炭和硅胶技术已经被淘汰，取而代之的是采用选择性更高的吸附剂应用于二氧化碳精制过程。新型吸附剂应具有大的比表面积，适当的孔径范围，好的强度，对杂质的高选择性，同时还必须具有在高浓度、高压力二氧化碳中对杂质所具有的良好吸附性能。
由于吸附剂的吸附性能和再生性能的限制，对传统的吸附工艺只能是一组吸附床吸附一种或一类杂质，如采用干燥床装填硅胶，吸附床装填活性炭，各吸附床采用不同的再生介质和再生条件，工艺流程复杂，操作烦琐，活性炭床层再生汽源还必须使用高温、高压蒸汽，大大增加了管道和设备投资，增加了操作费用。因此，目前国内外工艺已经基本上没有使用蒸汽再生这种方式。
根据烟气中的杂质来选择多种吸附剂填装到同一个吸附床中。在一组干燥系统中采用特殊的填装工艺和设备结构，使各层吸附剂之间不混合，烟气通过不同的吸附剂层不发生波动，保证吸附剂的吸附效果。吸附剂装填顺序的关键是匹配，既能保证在相同条件下能全部吸附杂质，又要保证在完全相同的条件下使吸附剂再生，并且不使用蒸汽和氮气。
生产食品级二氧化碳产品的重点是脱除烟气中的水分、硫化物、氮氧化物以及一些轻组分。在工艺技术上选用多种不同规格的吸附剂，有针对性地脱除以上杂质，使其各自达到相关标准的要求。
5 液化压力选择
目前液化气体二氧化碳主要有高压法和中压法二种。
高压法：一般是把气体二氧化碳加压到7.28MPa（临界压力）以上充入钢瓶，然后用低于31.4℃（临界温度）的冷却水对钢瓶外面喷淋降温促使瓶内的气体液化。
这种方法工艺简单，操作方便，不用制冷机。但缺点是加压后直接充瓶，产品未经过任何净化处理，二氧化碳纯度达不到99%以上，无法满足食品级国家有关标准。如果加压后经过净化处理，其所用的吸附、精馏等环节的设备均需要在8MPa的高压下操作，设备投资成倍增加，加大了操作危险性。另外，在高压下精馏塔组分相对挥发度低，需将精馏塔设计的很大，回流比增大，板数增加，操作成本高，产品纯度低；更致命的弱点是：液化是在钢瓶中实现，无法装入大型产品贮罐，也不能满足装入槽车进行远距离运输，严重限制了大规模工业化生产。因此采用高压法生产液化二氧化碳只能是小作坊式生产。
中压法：是把气体二氧化碳加压到2.5～3.0MPa，用制冷机冷却温度到-8℃以下液化。
这种方法多一套氨冷却系统，增加部分电耗，操作较复杂。但在中压条件下进行吸附和精馏等净化操作，中压设备投资少，综合耗能少，危险性小，安全性高；精馏塔体积小，板数少，回流比小，操作成本低，产品纯度高。氨冷却系统的冷剂循环使用，没有损耗。可直接生产合格的液化二氧化碳产品，用管道连续输送到储罐中，便于大规模储存和装车运输。同时现在二氧化碳储罐是双层真空层加珍珠砂保温，运输槽车也是真空双层保温，压力为2.2MPa，温度在-15～-17℃，该方法的操作压力和温度条件与储罐和槽车的基本一致。因此，目前二氧化碳液化普遍推广使用的方法就是中压液化法。
6 碳捕集工艺方案
碳吸收单元；压缩吸附单元；冷冻液化单元；精馏储存单元是二氧化碳回收装置的四个单元。以下对各单元工艺内容进行分别介绍。
（1）碳吸收单元
锅炉来烟气经脱硝系统、除尘系统、湿法脱硫系统脱除NOx、烟尘、SO2、SO3、HF、HCl等有害物质，净烟气进入碳吸收塔中，自下而上流动与喷淋层喷射向下的碱液发生反应，由碱液泵送到再生塔。尾气经除水后从碳吸收塔顶排出。
从碳吸收塔底排出的碱液，经换热由泵送到再生（解吸）塔的顶部，自上而下流过填料层，同时被自下而上的再生塔底部蒸汽加热，使碱液中的二氧化碳从溶液中解吸出来，将二氧化碳气体经冷却、除水后浓度93%的二氧化碳从塔顶排出塔外。塔底部基本不含二氧化碳的碱液，经换热由泵送到吸收塔上部循环使用。吸收工艺流程，见图1。
图1 吸收工艺流程图
（2）压缩吸附单元
从再生塔顶排出的二氧化碳气体，在常压、低于40℃条件下，通过鼓风机进入水洗塔中洗掉烟气中带过来的溶剂等杂质，经除水器分离水洗塔带来的水分，然后经冷却器用低温液氨降低烟气的露点，再次用除水器除水。气体从缓冲罐上部进入压缩机，两个除水器的冷凝水排入废水沟。
二氧化碳压缩机采用三级压缩，每一级压缩后的气体都进入冷却器降温、除水器除水，再进入下一级压缩。经过三级压缩、冷却、除水后，通过稳压罐进入脱硫床，经过一级脱硫把硫化物脱除到标准以下。
经加压、除水、脱硫后的烟气返回压缩机三段入口增压到设计参数，排入干燥床中。干燥床为两个同样大小体积的吸附床，床内的干燥剂在压力作用下将水分、油脂等杂质吸附，气体从干燥床顶部排出，再经冷却器和预冷器进行热量交换，降低物流温度进入液化器中。
当干燥床吸水接近饱和后，烟气经过阀门切换进入另一干燥床中进行除水。此时打开电加热器电源，同时打开低压残气开关，从干燥床底部引入升温到250℃的热气，把精馏塔引来的塔顶残气加热，反向解吸吸附的水分等杂质，并从干燥床顶部排空。一直保持250℃恒温1小时，就可以把杂质解吸干净。此时关闭加热电源，但继续保持通入低温残气，促使床层迅速降到常温，以备再用，至此完成了一次循环。两个干燥床轮换操作，可连续生产。
（3）冷冻液化单元
烟气在预冷器是用精馏塔顶低温气体冷却进入液化器，被节流降温的氨水冷却，直到大部分二氧化碳被液化，与轻组分甲烷、氮气、氧气一起被送入精馏系统中。
气氨进入螺杆式冷冻机压缩后进入卧式冷却器中，被冷却水冷却为液氨，储存在储氨器中供二氧化碳液化用。
由氨冷却系统来的液氨一般分三路使用，一路经节流后进入液化器中，把干燥气态二氧化碳液化，本身被汽化重新返回到氨冷却系统中。另一路液氨经节流后进入塔顶冷凝器，将挥发的二氧化碳液化回流，本身被汽化重新返回到氨冷却系统中。第三路液氨经节流后进入前一个冷却器把烟气降温，本身被汽化重新返回到氨冷却系统中。
（4）精馏储存单元
二氧化碳气经脱硫、干燥、吸附后，通过预冷器降温进入液化器中液化，直接进入精馏塔中，脱除轻组分后的液体在精馏塔底引出，经节流降压到2.2MPa，直接送到产品储罐中储存并装车出厂。吸附精馏工艺流程，见图2。
不凝气在精馏塔顶部排出后，节流降压到0.2MPa，返回到预冷器中回收冷量，再经电加热器升温后作为再生气体进入干燥床中，解吸气体排空。
图2 吸附精馏工艺流程图
7 主要技术特点
燃煤锅炉来净烟气采用一种化学复合溶液，该吸收液吸收效率高，再生能力好，对设备腐蚀小。
采用吸附与精馏相结合工艺，流程简单，操作方便，不仅可以生产工业级产品，也可以生产食品级产品，工艺灵活可调，市场应变力强。
常温条件下，在液化过程中精馏无过多操作单元，能耗低，生产成本低，产品利润空间大。
利用多种高效干燥剂组合，有效脱除烟气中多种难分离杂质，产品纯度高，质量完全能满足工业级CO2标准要求。
干燥采用降压、加热和解吸相结合，节省热量消耗；用精馏塔顶排放的轻组分气体作为再生气体，不用外加氮气或其他再生气，降低了操作费用。精馏系统采用热泵技术，巧妙地用塔顶排出的热量来加热再沸器，不需要外加蒸汽，节省能量消耗。采用自动化监控和调节主要技术指标，无需现场操作人员，自动化水平高。
8 结语
二氧化碳捕集回收再利用装置在燃煤电厂的应用有利于我国燃煤电厂二氧化碳回收利用实现大规模生产，能带动我国燃煤电厂二氧化碳回收工业的成长，提升我国二氧化碳回收的技术能力，在解决二氧化碳所造成的环境污染的同时提升我国二氧化碳回收技术的国际竞争力。
此外，燃煤电厂大规模二氧化碳回收利用技术的推广和应用，能形成一种崭新的产业发展，同时也能带动相关产业的发展和提高，形成清洁生产产业链。对于我国的环境保护建设、培育新的经济增长点、传统产业的技术改造和解决城市雾霾问题都具有巨大的社会效益。
参考文献
⒈知识与技能
⑴认识二氧化碳的用途，了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用。
⑵认识二氧化碳的物理性质和化学性质。
⑶培养学生的观察能力、表达能力和实验设计能力。
⑷初步学会用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。
⒉过程与方法
⑴初步学会运用观察和实验的方法获取信息并验证信息。
⑵通过设计实验提高学生解决实际问题的能力。
⒊情感态度和价值观
通过亲身经历和体验科学探究活动，提高学习化学的兴趣，增进对科学的理解，并有意识的运用科学探究的方法解决遇到的问题。
二、重点和难点
学习重点：认识二氧化碳的主要物理性质和化学性质
学习难点：运用观察、实验等方法获取信息，并对获取的信息进行加工
三、 教学过程
[教师活动]在空气中二氧化碳的体积分数仅为0.03%，自然界中如果没有二氧化碳会怎样呢？展示图片“二氧化碳在自然界中的循环图”。
[设计意图]在自然课和生物课里学到的植物的光合作用、动植物的呼吸作用等知识基础上，启迪学生的思路，引导他们充分认识二氧化碳对自然生命活动的重要性，调动学生学氧化碳性质的愿望。
[学生活动]看图，简述二氧化碳对自然界中生命活动的重要性。
[设计意图]培养学生准确、清楚的表达自己观点的能力。 [创设情境]请同学们观看一段录像：二氧化碳灭火、植物的光合作用、温室肥料、碳酸饮料等。
[设计意图]通过二氧化碳的用途，为学氧化碳具有哪些性质制造悬念。
1、制取二氧化碳并观察现象
[师生互动]完成实验6－3，提醒学生注意观察现象。
[学生活动]根据现象总结二氧化碳的性质。
[教师活动] 演示实验6－4，提醒学生注意观察现象。
[学生活动]叙述观察到的现象，总结获取的信息：二氧化碳的密度比空气的密度大，也能说明一般条件下，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
[设计意图]提高学生学习的兴趣，培养观察能力和获取信息的能力。
[思考问题]大家想一想还有哪些方法可以证明二氧化碳的密度比空气密度大呢？
2、二氧化碳与水反应
[师生活动]指导学生完成实验6－5。
[学生活动] ①观察实验现象，分析产生该现象的原因。②通过实验6－3、6－4、6－5和所学知识完成下表：
[教师活动]取一朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥小花，喷上实验6－5中溶有二氧化碳的水。
[师生互动]观察现象，提出疑问：让石蕊试液变红的物质是什么呢？
[教师活动]另取两朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥小花，第一朵喷上稀醋酸，第二朵喷上稀盐酸，
[学生活动]观察现象，分析得出结论：酸溶液能使紫色的石蕊变成红色。
[问题情景] 溶有二氧化碳的水也能使紫色的石蕊变成红色，对此你有哪些猜想呢？
[汇总猜测]水也能使紫色的石蕊试液变色；溶有二氧化碳的水中含有酸；溶有二氧化碳的水中含有酸和二氧化碳；二氧化碳能和水发生反应能生成酸……
[教师活动]请大家针对自己的观点，设计实验进行证明。
[学生活动]学生分组讨论，设计解决方案。
[设计意图]培养学生分析问题、解决问题的能力。
[教师活动]为学生提供几朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥小花（或干燥的紫色石蕊试纸）、干燥的二氧化碳气体、水、紫色石蕊试液、胶头滴管等。
[师生活动]设计方案: ①向装有干燥的紫色石蕊试纸的集气瓶中通入干燥的二氧化碳；②向装有干燥的紫色石蕊试纸的集气瓶中通入纯净水；师生共同完成上述实验。
[学生活动]分析每个实验的条件，得出结论：①纯净的水和干燥的二氧化碳都不能使紫色的石蕊变成红色。②二氧化碳和水常温反应生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊变成红色。
[设计意图]使学生明白科学探究不是科学家的专利，学生也可以针对一定的问题，按照科学的方法来展开探究活动。科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径；科学探究的主要步骤：提出问题、猜想或假设、设计实验、进行实验、收集证据、得出结论等。
[教师活动]将变成红色的小花小心的加热。
[学生活动]观察现象，思考原因。（碳酸不稳定，易分解成二氧化碳和水，所以红色的石蕊试纸又变成紫色。）
3、二氧化碳和石灰水的反应
[师生活动]取少量澄清石灰水，请学生向石灰水中吹气，观察现象。
[教师活动]写出反应的方程式，指出该反应是鉴定二氧化碳的重要反应。
4、二氧化碳不能供给呼吸
[学生活动]阅读教材第115-116页。
5、课后小结
三、教后反思
本课教学中，通过演示实验和设计探究问题，充分调动了学生参与教学的积极性，突出了学生在教学中的主体地位，收到了良好的教学效果。锻炼了学生观察、表达的能力和分析问题、解决问题的能力。在实验操作和探究设计的过程中，培养了学生认真严谨的科学态度和进行探究学习的基本方法，较好的实现了本课的教学目标。
关键词：新课程 初中化学 课堂教学
《初中化学课程标准》是以提高学生的科学素养为主旨，更加重视科学、技术与社会的相互联系，倡导以科学探究为主的多样化的学习方式。如何将这些新课程理念落实到课堂教学之中，使我们教学水平得到提高，是化学老师经常探讨的问题。
一、教学理念的转变
1.转变教师角色，做学生学习活动的组织者
新课程标准指出：学习是一种个性化行动。新课标下的教师角色不仅仅是知识的传授者，而且更应该是学生学习活动的组织者、指导者和引路人。教师应当转变教学行为，把大多数“自我展示”的时间和空间还给学生，保证学生的学习时间，动手操作、思考问题、交流讨论、总结反思都要到位。在教学活动中，要发挥学生的创造能力，让他们自己设计、探究、交流等。
2.建立和谐的师生关系，促进教学相长
新课程倡导以学生为本位，教师只是学习的组织者、参与者，而不是教学的主宰者。这就要求教师必须坚持“以人为本”，逐步建立起“平等、和谐、合作”的新型师生关系。只有师生平等，才能调动起师生合作的积极性，才有利于师生的交流，促进教学相长。教师要乐于“蹲下来看学生”。全身心地融入到学生中间去，与学生一起合作、交流，与学生“打”成一片，和学生一起去感受、认知、探究，让每一位学生以轻松愉快的心情去认识多彩的化学世界，让学生有更多的机会主动地体验探究过程。
二、教学方法的转变
1.增强实验的探究性，培养学生主动获取知识的能力
在讲授二氧化碳与水的反应这个问题时，我发给每个组几张自制的紫色石蕊试纸，一张滴上事先做过证明二氧化碳能溶于水的软饮料瓶（瓶中的水溶有二氧化碳）中的液体，结果试纸变成红色，将这张试纸放在一个干净的玻璃片上，同时让学生思考试纸变成红色的原因。有些学生猜想可能是水使试纸变成了红色；也有的认为是二氧化碳使试纸变成了红色。这时我让学生做了一个实验，将蒸馏水滴在紫色的石蕊试纸上，结果紫色的石蕊试纸没有变色；同时将一张干燥的紫色的石蕊试纸放人充满二氧化碳的集气瓶中，结果试纸也没有变色。此时，有的学生想到可能有新物质生成。这种物质是什么呢？这时我又让学生做了一个实验，将稀盐酸和稀硫酸分别滴在紫色的石蕊试纸上，结果紫色的石蕊试纸都变红了，这个实验说明酸可以使紫色的石蕊变红，此时学生很自然地想到可能水中生成了一种酸。这时可以告诉学生这种酸就是碳酸。在提出这个问题的同时让学生观察刚才变红的试纸，学生惊讶地发现红色已经褪去了，原因何在？有的学生认为可能是碳酸与空气中的某些成分反应了，也有的认为可能是分解了，说法不一。此时，我让学生先在溶有二氧化碳的水中滴加紫色石蕊试液，溶液变了成红色，再取出少量放在试管中，加热并将沸腾后产生的气体通入澄清的石灰水中，结果原来的变红的溶液又变成了紫色，石灰水也变浑浊了。对于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊学生早就有了了解。这时不用我再解释，学生已经很自然地想到二氧化碳与水反应生成了碳酸，而碳酸又会分解产生二氧化碳，同时也了解到碳酸是一种不稳定的物质很容易分解。这时，我又追问是不是二氧化碳与石蕊反应而没有与水反应呢？学生思考后认为刚才将干燥的石蕊试纸放入二氧化碳气体中没有发现变色，所以不可能是二氧化碳与石蕊反应了，而是与水反应生成的碳酸使紫色石蕊变红。
2.鼓励学生质疑，积极开展探究式教学
在教学过程中，经过教师的启发引导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。九年级化学课程是学生学习化学的入门课程，如果是按传统教学的被动接受学习方式，学生就会由开始时学习热情高涨到后来兴趣减弱，直至普遍对化学的学习感到困难与吃力。因此，在教学中培养学生的化学学习兴趣，就显得尤为重要。
如在进行《二氧化碳的性质》的教学中，可以先展示一瓶饮料向学生质疑：你怎样确定其中溶有二氧化碳呢？学生顿时兴趣高涨，讨论设计方案并动手实验证明。接着教师又发问：由这瓶饮料你还能想到什么？分析得出：既然饮料中可逸出二氧化碳，说明二氧化碳能溶于水。再提出问题：如何用实验证明？学生用了很多方法，如探究对比实验：取两瓶内盛同等量水的塑料瓶，一个中充入二氧化碳，一个中是空气，充分振荡，观察两瓶中的现象，从而得出二氧化碳能溶于水的性质。这时又问：为什么一些饮料商标上写碳酸饮料而不写二氧化碳饮料？很自然又将激起新一轮探究。对于问题情景中所隐含的“问题”，教师不是简单地直接给出，而是让学生在学习实践活动中自己去发现、去提出。这样一来，学生自己发现的问题就更贴近学生自身思维实际，更能引发其去探究，从而增强他们学习化学知识的积极性。
3.密切化学与生活的联系，激发学生的学习兴趣
新课程提倡“从生活走进化学，从化学走向社会”的思想，兴趣是学习化学的主要动机之一。从学生的生活经验出发，重视学生的亲身感受，密切化学与生活的联系，引导他们发现问题、展开探究，增强学生学习科学的兴趣，加深他们对化学知识在生活中应用的认识。有些现象或问题都是学生在生活中经常看到或想到的，但往往并不知道其中的原因，因此通过这些问题的提出很容易激发学生的学习兴趣。使学生充分感受到“生活离不开化学，化学源于生活”，以达到激发学生的学习兴趣的目的。
4.充分利用现代教育技术手段
1.1二氧化碳的大量排放
二氧化碳的排放是造成环境问题的主要原因，因此，这里我们着重研究二氧化碳排放问题。二氧化碳的排放主要一下几种：第一、工厂的各种生产需要工厂的生产必须要有动力支持，那么这样就需要消耗能源。我们在这里讲一个钢铁生产的例子。在我们国家普遍的现象就是，钢铁生产量大的地方污染比其他地区的环境污染更加严重，就是因为在钢铁生产过程中需要耗费大量的能源，在这个过程就会生产大量的二氧化碳。当然，能源消耗的过程不仅会产生二氧化碳，还会产生多种有害物质，也会对环境造成污染。第二、车辆燃油在最近几年里，我们国家经济迅速发展的重要体现就是各种车辆的增多。车辆增多、交通运输行业的发达当然给我们的生活带来了便利之处，但是我们也不得不承认这也是二氧化碳排放量增加的一个重要原因。现阶段，车辆的行驶都是靠燃油支持，燃油势必会造成二氧化碳以及含铅化合物等的大量排放。而且，我们国家发展速度比较快，基础设施跟不上也是一个问题。这样就容易造成堵车，在这种情况下，车辆的燃油量要超过车辆正常行驶时的燃油量。第三、火力发电随着现代化的生产发展，人们对电力的需求越来越多。任何一家工厂、公司的发展都离不开电力的支持。尤其是在工厂的生产过程中，更需要高电压电力的支持。其次，在每家每户的生活中也离不开电力的支持。在现在社会中，现代化设备越来越多，人们对电力的依赖程度也越来越大。在一定程度上，家庭用电量可以代表家庭的生活水平。然而，在现阶段我们国家依然是以火力发电为主。火力发电燃煤也是二氧化碳的一个重要来源。
1.2pm2.5
在最近几年里，有出现了一个新名词，pm2.5。最近几年里，它的出现对人们的身体健康造成了很大的影响。它并不像二氧化碳一样是一种单一的物质，而是一种多种有害物质结合、反应而形成的一种物质。这种物质的出现与上述文章中造成二氧化碳大量排放的原因相同，是多种工业产生产生的有害物质的结合体。
1.3塑料制品
塑料制品可以说是一种生产成本低，但是运用方便的一种产品。但是，在现在还是颁布了限速令。因为这是一种难以降解的物品。大量的塑料制品，尤其是塑料袋出现在空中，势必会成为环境污染。人们不满这种污染的出现会对其进行燃烧处理，这样并不会减少对环境的污染，反而会增加有害物质的排放。同时也会加剧上述文章中提到的二氧化碳、pm2.5的污染程度。综上所述，环境问题出现的主要原因是能源的利用，尤其是煤、石油等能源的消耗。但是，塑料制品作为现代产物也对环境造成污染。
2对人们的影响
2.1自然环境破坏，自然灾害频繁出现
经济的发展却带来了环境的污染，人们在近几年里接二连三的遭受着自然灾害的惩罚。这些自然灾害出现的原因很多都来自环境污染。我们利用的煤、石油、矿石等自然资源，基本都是深埋在地下的，大量开采这些资源就会减轻山体的重量。那么，当地震时山体越轻，运动就会越剧烈。而且，地下资源被开采后地面塌陷的情况就更加严重了。自然环境的破坏，自然灾害的出现不仅对人类的生活产生影响，对各种动植物的生活也产生了影响。尤其是二氧化碳的大量排放，全球变暖，一些生活在南北极寒冷地区的生物就会失去气息的环境，从而灭绝。这样就会造成一些珍贵药材的丧失，这样又会对人类的生活产生影响。
2.2有害物质倾入人体
现在，出现在人们面前最主要的问题就是空气质量问题。空气是人们生活不可以缺少的东西，但是空气质量却越来越差。那么，人们吸入大量的有害物质就会导致呼吸道疾病的产生，进而导致人身体素质越来越差，最终导致死亡。
2.3全球变暖对人们的影响
在全球范围内，都由于二氧化碳的过量排放，出现了温度升高的现象。首先，全球变暖导致了大量的中年积冰的融化，海平面的上升。这样就会导致沿海地区的居民丧失生活的环境。其次，在我们国家的北方最忌讳暖冬的出现。但是，在最进几年里，由于全球升温，在我们国家的北方很少会出现寒冬，取而代之的是暖冬。
3根据上述问题建立环境保护体系
3.1限塑令
在出现塑料制品问题之后，我们国家果断颁布了“限塑令”。很显然，在最近几年里，“限塑令”确实起了很大的作用，空中漂浮的塑料制品也逐渐减少。但是，想要彻底解决该问题，就要进一步对塑料制品使用的管理。因为“限塑令”只是对塑料袋的使用起到了作用。那么，我们现在要做的就是进一步解决塑料制品的使用问题，例如一些塑料器皿的使用。
3.2减少二氧化碳的排放量
我们国家二氧化碳排放的主要来源就是工业生产。那么，我们想要控制二氧化碳的排放量首先要从工厂入手。最有效的手段就是建立二氧化碳排放标准，关闭不合格的工厂。当然，我们更应该注重技术的发展，尽可能将二氧化碳等一系列有害物质转化为可以用于生产生活的有用物质。
3.3找到新能源
从上述文章中的分析可以得出，自然环境问题出现的主要原因是化石能源的燃烧，尤其是煤、石油等。那么。现在我们能做的就是找出新的能源代替这些化石能源。而且，新的能源不能像之前我们使用的化石能源一样产生大量的污染。
3.4用风力、水利发电代替火力发展
1.分析呼吸作用产生二氧化碳的实验，并且释放热量的实验。
2.分析呼吸作用需要氧气的实验。
教学难点
植物呼吸作用消耗氧气、产生二氧化碳的实验操作过程并不复杂，但是七年级的学生所做的生物实验比较少，对于实验中的一些设计原则、依据不是很理解；并且在没有学过化学知识的情况下学习本节内容，因此，对于实验现象及结果的分析有较大的难度。在教学中，教师要组织好学生的分组实验，将实验的原理适当讲述，引导学生找出现象之间的差异并分析原因。
实验原理
1.探究植物呼吸作用要消耗氧气的实验时，利用“没有氧气使带小火的木条熄灭”，验证植物呼吸作用需要氧气。2.探究植物呼吸作用产生二氧化碳的实验时，利用“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊”进行验证。3.探究植物呼吸作用释放热量的实验，可以直接用温度计进行测量来验证。
教学过程
将学生预先进行分组，将全班学生分成6个小组，为下面的探究实验做准备。1.提出问题植物呼吸作用过程中有哪些现象存在？2.作出假设植物呼吸作用要（或不要）消耗氧气、产生（或不产生）二氧化碳、释放（或不释放）热量。3.进行实验实验器材：萌发的种子(大豆、绿豆或蚕豆等)、新鲜的萝卜根、新鲜的青菜茎、新鲜的月季花瓣、新鲜的小番茄、新鲜的青菜叶、沸水、澄清石灰水、纱布、饮料瓶（瓶口稍大的）、细线、温度计、黑色塑料袋等。
实验过程：6个小组各挑一种实验的材料，根据实验的3个假设，提前一天让学生进行探究实验。教师进行适当指导。根据实验要设置对照组的原则，可以首先证明植物的呼吸作用能产生二氧化碳。（1）可以取两个同样大小的饮料瓶，在瓶中装上等量的澄清石灰水。（2）将正在萌发和煮熟的种子均用纱布包住，用细线扎好，分别放入两个饮料瓶的中央部位，细线置于瓶外，在瓶口绕圈，盖紧瓶盖。（3）将两个饮料瓶放在温暖的地方，24小时后观察澄清石灰水的浑浊程度。通过实验可以发现：饮料瓶中悬挂的是萌发种子，澄清石灰水会变浑浊；饮料瓶中悬挂的是煮熟的种子，则不会出现浑浊现象。
探究植物呼吸作用过程中释放热能，可以对上一个实验装置进行改装。只要在上一实验的饮料瓶的瓶盖上打孔插入温度计，即将温度计的水银球分别插入萌发种子和煮熟种子中，一段时间后可以观察温度计的度数，即可证明。因此可以将以上两个探究实验进行合并，设计的装置如图1所示。探究植物呼吸作用消耗氧气的实验，实验设计如下：在密闭的饮料瓶中分别放入一些萌发种子和煮熟种子，24小时后，用带小火的木条进行实验验证。实验装置如图2所示：图2根据实验，学生很容易发现，在萌发种子的饮料瓶中小木条熄灭，在煮熟种子饮料瓶中的小木条仍旧带着小火，实验证明：植物呼吸作用消耗氧气。
实验分析
学生根据实验的现象进行分析、讨论。5.得出结论根据实验的现象、证据，探讨合理的现象原因，得出结论。
实验效果
1.实验材料的改进
课本实验材料为蔬菜，学生的实验一般以大叶菜作为实验的对象，而植物呼吸作用不仅仅局限于植物的叶子，因此，教师可以引导学生在实验材料方面进行多种尝试。凡是具有活细胞的器官都能进行呼吸作用（如：根、茎、花、果实、种子等），通过6个小组的实验，学生对植物的呼吸作用有了更进一步的了解。同时通过对这6种材料的实验，学生还可以发现并确定做此实验哪一种实验材料更为有效。
2.实验装置的改进
课本实验采用塑料袋、软管、锥形瓶、止水夹等材料，证明植物呼吸作用产生了二氧化碳。教师准备工作比较繁琐，制作也不方便。课本实验的装置图如图3：在本实验中采用的是生活中随手可得的饮料瓶，代替了锥形瓶、塑料袋，整套装置整体性强，制作携带方便，在检验二氧化碳是否产生时，不需要软管将气体导出，在饮料瓶中可以直接完成。在用植物的叶片作为实验材料时，需要对上述装置进行改进，必须对两个饮料瓶的外面包上黑色纸袋（叶片在透明的饮料瓶中既会呼吸作用又会光合作用，光合作用消耗二氧化碳产生氧气，会影响实验的结果）。
3.实验试剂的改进
在本实验的设计中，验证二氧化碳采用的是澄清石灰水，其实还可以用溴麝香草酚蓝进行鉴定。植物呼吸作用不断放出二氧化碳，溶液中的碳酸逐渐增多，溶液变成了酸性，使溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由蓝变绿再变黄；至于对照组，由于瓶内的植物已死亡，不能进行呼吸作用，溶液内的二氧化碳都不会增多，因此其颜色不变。
4.实验形式的改变
我国能源与环境面临何种形势？
倪维斗指出，能源消费是造成雾霾天气的直接原因。大量燃煤供暖、汽车尾气及燃煤发电等加重了环境负担。当前，能源与环境形势严峻，我国已被逼到“墙角”，每年排放的二氧化碳已达70亿吨，为世界第一。中国正处于二氧化碳排放的上升期，面临国际上对我国二氧化碳排放峰值出现时间和绝对值的要求，在已经大力强化节能以及发展核能和可再生能源的条件下，未来我国在碳减排上仍将处于被动状态。
倪维斗说，全世界环境问题已经非常严重，中国的问题更加严重，一个是气候变化，再加上二氧化碳排放已是世界第一，大概是70-80亿吨/年，美国现在60亿吨/年，远远超过美国；第二个问题是能源安全，一些燃料中国大量进口，差不多每年要进口2.5亿吨，消费量是4.5亿吨，自产不到2亿吨，进口的来源、进口的成本、进口的出路，将来都存在很大的问题；还有个问题是PM2.5的问题，以上这几个问题困扰着中国的发展。
倪维斗认为，从长远来看，化石能源仍然是世界上主要的能源，煤、石油、天然气到2050年差不多各占27%左右（能源消费总量），核电、水电、可再生能源各占7%，从某种意义上来说，煤的问题比较突出。中国这个时期，议论很多，尤其雾霾天气出来以后，人们认为煤是罪魁祸首，想把煤砍掉，但是中国看起来砍不掉，煤炭在相当时期仍然是我国的能源主力。在中国，如果不解决煤的清洁利用问题，那么所谓低碳发展都是不可能的。
倪维斗说，我国的二氧化碳排放是个尖锐问题，到2020年单位GDP的二氧化碳排放量减少40%-45%，到2050年，全世界二氧化碳排放量要比1990年下降一半，只能排放104亿吨（1990年208亿吨）。中国将来二氧化碳的减排主要落在煤身上。倪维斗说：“从2010年到2050年，我国将要用掉1200亿吨煤，这1200亿吨煤怎么用就是个大问题。如果直接燃烧，将产生大量污染，这显然不行，大自然已经给我们教训了，但我国以煤为主的能源消费结构不会变，因此，大幅度减排二氧化碳和其他污染物主要靠煤的清洁低碳利用。”
怎样解决电煤的清洁化利用问题？
倪维斗认为，实现煤炭清洁高效转化有多种途径，分别是实施先进的煤炭发电技术和实施煤基多联产能源系统技术。前者旨在进一步提高能效，减少排放，后者则是通过系统过程集成，达到物质和能量多维度梯级利用。
倪维斗表示，现在我国的燃煤发电技术已经走在世界前列。倪维斗举例说，上海外高桥第三发电厂每度电的平均煤耗在276克标准煤左右，这在世界属于领先水平。但是从目前的发电技术上来看，燃煤超超临界蒸汽发电技术不一定是煤高效利用的唯一重点方向，因为燃煤超超临界蒸汽发电在技术、经济、常规污染物的脱除、二氧化碳的减排上都具有一定先天性的缺陷。特别是二氧化碳在烟气中的收集成本很高，从烟气中收集二氧化碳比较难，要大量的喷淋，还要用化学物质分离，会导致电厂的发电效率降低11%-12%，同时单位成本提高，投资成本增加一倍；本身的发电成本也增加。这种技术的真正商业化大规模使用在目前还没有。
倪维斗说，第二条路径是IGCC技术（整体煤气化联合循环发电系统）。华能集团在天津有一台250MW的IGCC电站，现在已经基本运行，但是系统复杂，价格较贵，首套的造价差不多12000元/kW，而超临界也就4000元/kW。IGCC本身是很好的概念，在目前条件之下，在中国纯粹的发电的IGCC估计也不会有大发展，但是IGCC最大的优点就是将来较易把二氧化碳取出来，二氧化碳浓度较高，达到40%左右，压力比较大，体积比较小，容易取出。
倪维斗表示，多联产技术是中国二氧化碳减排的战略方向。多联产技术以煤气化技术为核心，通过化工合成与动力生产过程的集成耦合，实现煤炭物质和能量的梯级转化与利用。该技术具有捕捉二氧化碳的天性，是实现未来二氧化碳捕捉和埋存的有效途径，且经济效益和环保性能优异，对于我国乃至世界的煤炭清洁利用都具有非常重要的战略意义。
倪维斗认为，多联产是综合解决我国能源问题的重要方案，有助于缓解能源总量要求，尤其是可以应用大量的高硫煤；有助于缓解液体燃料短缺，可以大规模地生产甲醇、F-T合成油等替代燃料，缓解石油进口压力；彻底解决燃煤污染问题，同时用甲醇来制备二甲醚，二甲醚基本上是和LPG（液化石油气）同样性质的液体，可以大量供应小城镇的需要；满足未来减排CO2的需要，所以说，在煤的清洁高效利用方面电化共轨（或能化共轨）有很大潜力，是重要方向。
倪维斗说，以上这三种煤高效清洁利用的技术途径各有千秋，要因时、因地而宜，但必须要有一个顶层设计、总体规划。
如何减少燃煤电厂排放的二氧化碳？
倪维斗提出了两种思路，一是要节约用能；二是将用能后产生的二氧化碳捕捉起来。从目前来看，要降低碳排放，实际上是要在煤的应用上下功夫，因为能源消费主体是煤。要将那些散烧煤取缔或想办法替代，将来煤要集中使用，在集中使用过程中再想办法把二氧化碳减少。因此，碳减排的根本问题就是二氧化碳的捕捉问题。
“实施煤炭现代化战略刻不容缓，煤的高效清洁利用最终离不开二氧化碳的捕捉与处理，我国的CCUS（二氧化碳捕集、利用与封存）战略应该按照我国国情实施。”倪维斗表示，我国实施CCUS战略目前已有很大的潜力，关键在于如何全面统筹安排、协调管理。
于是很多人就会问，啤酒为什么会有泡沫?啤酒的泡沫为什么很难消失，而同样能产生大量气泡的可乐、香槟，它们的气泡就为何会迅速消散?
二氧化碳的小魔术
在我国的国家标准里面，啤酒“是一种以麦芽、水为主要原料，加啤酒花，经酵母发酵酿制而成的、含有二氧化碳的、起泡的、低酒精度的发酵酒”。其中还规定，泡沫是否细腻，是否持久挂杯，是评判啤酒质量的一个重要指标。
啤酒是一种气泡酒，瓶装或者罐装的啤酒是二氧化碳的过饱和溶液。这些二氧化碳可以是发酵过程中产生的，也可以是在灌装的过程中加入的。在密封的情况下，二氧化碳在水里的溶解度跟压强有关，压强越高，溶解的二氧化碳越多。开瓶的时候，由于压强变小了，二氧化碳就会从啤酒里面释放出来，形成很多气泡。如果啤酒有剧烈的运动(摇晃或快速倒入杯子里)，以及和啤酒接触的器皿表面粗糙不平，那么就会更快更多地产生气泡。可乐、香槟等含有大量二氧化碳的饮品也有类似的情况。当人喝下这些饮品之后，由于气体离开人体时会带走一些热量，能让人感到凉爽。这就是为什么在炎炎夏日里啤酒和可乐大受欢迎的一个原因。
啤酒和可乐的不同之处
然而，光有气泡并不足以形成持久的泡沫。一般情况下，在把可乐或者香槟倒入杯子里面的时候，也会产生大量的气泡，但是这些气泡很快会破碎，只会把小液滴向周围喷溅，很难会形成漂浮的泡沫。
那么，啤酒为何能形成稳定的泡沫呢?奥妙之处就在于啤酒里面含有来自于麦芽等原料的多种有机物，其中的多肽和蛋白质等物质，可以起到表面活性剂的作用，让气泡不容易破碎，更容易形成稳定的泡沫。
表面活性剂一般是同时具有亲水性和疏水性的有机物分子，食品行业里面通常称作乳化剂。典型的表面活性剂有着这样的结构：有一个亲水的极性基团性(图中的圆球脑袋)，还有一个喜欢溶解在油等非极性介质里面的非极性憎水基团性(图中的尾巴)。构成生物体细胞膜的磷脂分子、生物体里的多肽和很多蛋白质都可以作为表面活性剂。蛋白质一般都是球形的，没有头尾的结构，其表面上有一些亲水和憎水的基团。
倒啤酒和吹泡泡
大家都做过这样的实验，用清水吹不成泡泡，但是用肥皂水就能很容易地吹成泡泡，这是因为肥皂水里的表面活性剂可以使得气泡稳定下来。当啤酒里产生的小气泡聚集在一起时，它们之间的啤酒在重力作用下流下来，它们就会互相接触，形成多面体的结构：泡沫。这时候，“憎水的尾巴”暴露在气泡里面，而“亲水的脑袋”扎在一薄层啤酒里面，使得这种泡沫的结构可以在比较长的时间里稳定存在。