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[关键词]碳减排、二氧化碳捕集、二氧化碳运输、二氧化碳储存
中图分类号：X55 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0342-02
一、 研究目的及意义
随着现代社会工业的发展，环境问题已经成为人类关注的焦点，由于大量排放二氧化碳导致的温室效应便是其中重要的一环，其带来的危害已经为各国政府高度关注。我国政府承诺到2020年碳排放强度比2005年降低40-45%，足可见我国对控制二氧化碳排放的决心之大。但当前我国的能源领域面临着多方挑战，能源消费增长迅速，且现阶段我国的能源结构仍以煤炭为主，世界一多半的煤炭为中国所用，中国60%多的煤炭用于发电，因此控制燃煤电厂二氧化碳的排放是我国碳减排的关键，研究电厂二氧化碳捕集运输和储存技术显得举足轻重。
二、 二氧化碳的捕集技术路线及方法分析
燃煤电厂对燃料燃烧不同阶段产生的二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集三条技术路线。现阶段捕集方法主要有物理吸附法、物理吸收法、化学吸收法、膜分离法、低温蒸馏法等，使用何种捕集方法取决于二氧化碳气体的浓度、压力、温度，不同类型发电机组以及不同技术路线会选用不同的捕集方法。
2.1 二氧化碳捕集技术路线现状分析
2.1.1 燃烧前捕集：燃烧前捕集技术主要应用在整体煤气化联合循环发电系统（IGCC），IGCC的工艺流程主要为：氮气作为动力气源带动燃煤进入气化炉，与空分系统分离送出的纯氧在气化炉内发生高压富氧反应，生成有效成分主要为一氧化碳和氢气的混合气体，随后，在催化转换器中经过水煤气变换后，促使一氧化碳转换为二氧化碳并进一步产生氢气，混合气体中二氧化碳被捕集分离，氢气经过净化作为清洁的气体燃料送入燃气轮机用于燃烧。燃烧前捕集技术的优点是由于混合气体的压力较高，可以生成浓缩的二氧化碳气流，不用加压便能满足压缩机对管道内输送气体压力的要求，减少能耗，同时高浓度的二氧化碳气体有利于捕集和利用，该技术还具有捕集系统小、捕集效率高以及对污染物的控制方面有很大潜力的优点，缺点是IGCC技术仍面临初期投资成本高、可靠性不高的问题，并且由于二氧化碳捕集系统需使用蒸汽以及压缩机需使用额外功率会导致IGCC面临发电成本增加40%、效率降低22%的问题。该技术常采用物理溶剂吸收方法和膜分离法来捕集二氧化碳。
2.1.2 燃烧后捕集：燃烧后捕集顾名思义是在燃料燃烧后产生的烟气中进行二氧化碳捕集的技术。由于电厂烟气中二氧化碳的浓度相对较低，该技术路线一般采用化学吸收法并需要使用强力溶剂。该技术的优点是只需对现有燃煤机组加以改造加装二氧化碳捕集装置即可，不需要对机组的结构进行大面积的调整，适合运行机组改造，并且该种技术是一种成熟的技术，缺点是由于烟气中二氧化碳的浓度较低，二氧化碳的捕集费用相对较高，同时还面临溶剂再生需要消耗大量能量的问题。燃烧后捕集技术还可使用物理吸附法、膜分离法和低温蒸馏法捕集二氧化碳。
2.1.3 富氧燃烧捕集：富氧燃烧捕集顾名思义就是化石燃料在燃烧的过程中助燃剂是纯氧而非空气，这样燃料燃烧完毕烟气中主要含有二氧化碳和水蒸气，只有少量的二氧化硫、碳氧化物等杂质，把烟气进行脱硫、脱硝及除尘后进行冷却，除去其中的水蒸气便可得到高纯度的二氧化碳，纯度能够达到80%至98%，少量烟气再循环进入燃烧室，目的是控制火焰温度，防止燃料在纯氧中燃烧时温度过高，并且提高了烟气中二氧化碳的体积比。此种技术的优点是捕集成本低；由于没有氮气参与燃烧，烟气中氮氧化物的含量大大降低；由于是富氧燃烧，可以降低燃料的消耗量，提高热效率，缺点是燃烧需要在富氧的环境下进行，制备高纯度氧的能耗很高；燃烧室需要改造；该种技术面临的问题很多，如烟气再循环的参入量、氧量变化造成锅炉燃烧调节的改变等，该种技术尚不成熟，处于示范阶段。
综上所述，三种二氧化碳捕集技术路线各有特点，燃烧前捕集技术占用场地小、捕集效率高但初期投资成本高，适用于IGCC电厂；燃烧后捕集技术对已建电厂改造难度小、技术相对成熟但捕集成本高；富氧燃烧捕集成本低但制氧能耗高、技术不成熟，燃烧后捕集和富氧燃烧捕集技术路线主要适用于传统以化石能源为燃料的电厂，并适合老厂改造。现阶段，三种技术路线均未达到商业化的程度，只处于实验室阶段或有少量的示范项目。
2.2 二氧化碳捕集方法介绍
2.2.1 物理吸收法
物理吸收法是利用有机溶剂在高压下对二氧化碳的吸收量增大的机理实现的，通过对有机溶剂降压便可以释放二氧化碳，还原溶剂。此种方法能耗较低，要求有机溶剂具有对二氧化碳的溶解度随压力变大增速明显、沸点高、选择性好、无毒、稳定性好等特点。常用的物理吸收溶剂有聚乙二醇二甲醇、甲醚、环丁砜、三乙醇胺和碳酸丙烯酯。
2.2.2 化学吸收法
化学吸收法在化工行业是一种常见的方法，一般二氧化碳的吸收溶剂为有机胺的水溶液。研究发现水对乙醇胺吸收二氧化碳的能力有提升作用，没有水的存在，1mol乙醇胺只能吸收0.5mol二氧化碳，水存在的情况下，1mol乙醇胺能吸收1mol二氧化碳。醇胺类化学吸收法的优点为技术成熟、吸收量大、选择性高并能同时吸收硫化氢和氮氧化物等有害气体；缺点为吸收溶剂再生困难，需要消耗较高能量；对设备易腐蚀；在富氧的环境下，吸收性能大幅降低等。
2.2.3 物理吸附法
物理吸附法是利用固体吸附剂对二氧化碳进行选择性吸附的原理，脱除烟气中的二氧化碳，吸附法分为变温吸附法和变压吸附法。固体吸附剂表面的孔径大小、孔容和极性以及吸附材料分子量、分子大小、极性决定了该吸附剂的吸附能力，此种方法比吸收法具有吸附过程需要能量少的优点，并且由于吸附过程是放热过程，吸附剂需要通过加热还原再生。物理吸附法对二氧化碳的捕集成本与吸收法大致相当，但其对二氧化碳的吸附量和选择性要更好，并且吸附剂的还原需要的能量较低，操作简单，相比吸收法更具有市场价值，缺点是进行二氧化碳捕集前需要将混合气体冷却、干燥，以及除去易使吸附剂中毒的气体，并且存在二氧化碳回收率不高以及吸附剂选择性的问题。常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等。
2.2.4 膜分离法
膜分离法是利用部分气体无法穿透薄膜的原理对气体进行分离，此法的驱动力是膜两侧的压差，当差压达到一定值时，能够穿透薄膜的气体会透过薄膜，捕集气体会留在膜内。薄膜的气体选择性、压力比、穿透气流和总气流的流量比决定了此薄膜的二氧化碳捕集能力。此方法在分离工业合成氨尾气、炼油尾气等领域已经广泛使用，但是由于电厂烟气流量大，需要膜的面积很大，投资成本高。用于捕集二氧化碳的薄膜有醋酸纤维膜、聚苯醚膜、乙基膜、聚砜膜、溴磺化聚环氧丙烷膜、沸石矿物膜等。
2.2.5 低温蒸馏法
低温蒸馏法是利用不同气体的冷凝点不同而进行气体分离的，系统一般由压缩机、焦耳汤普森阀、多级热交换器和膨胀机组成，系统中设有不同温度的冷阱，以此来捕集不同冷凝点的气体。由于低温蒸馏法是在液态的形态下捕集到的二氧化碳，为运输和储存提供便捷；该方法同时还能减少水的消耗、化学试剂的使用量以及有效解决设备腐蚀等问题，缺点是设备庞大、能耗大、烟气中的粉尘易阻塞设备等，此方法一般用于分离高浓度的二氧化碳，常用于分离油田伴生气中的二氧化碳。
2.2.6 二氧化碳捕集新方法
所谓的二氧化碳捕集新方法是指尚在实验室研究阶段，技术尚未成熟的方法，主要有化学循环捕集法和二氧化碳水合分离法。
上述几种二氧化碳的捕集方法各有千秋，需要根据捕集技术路线选择合适的捕集方法或几种捕集方法的集合，电厂的二氧化碳捕集方法大多尚在实验室或示范阶段，需要进一步研究论证。
三、 二氧化碳的运输与储存技术分析
3.1 二氧化碳运输技术
二氧化碳经捕集、压缩形成超临界流体或液体，通过铁路、船舶、管道等输送工具运至目的地的过程称为二氧化碳的运输。当运输距离较远时（大于1000千米）管道运输的成本最低，并且管道运输是一项成熟的商业化技术，其成本取决于管道的长度、直径、二氧化碳的压力和地质特点。
3.2 二氧化碳储存技术
二氧化碳的存储技术分为地质储存、海洋储存、储液站储存、固态储存和矿物碳化储存技术。
地质储存技术是把超临界状态的二氧化碳灌入油田、气田、无法开采的煤层、深盐水层进行储存，这些地层必须由岩石密封，并且相对二氧化碳来说是不可渗透的。把二氧化碳注入油田或气田存储二氧化碳的同时用以驱动采油或气，可以提高30%至60%的石油产量；注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱赶出来，增加煤层气采集率；深盐水层储存技术由于储存容量大具有最大的潜力，该方法已于1996年一家挪威的能源公司投入商业运行。
海洋储存技术是把二氧化碳输送到海洋600米深度以下的区域，在此深度由于水的压力能够把二氧化碳转换为液体，当储存深度达到3000米、温度低于10摄氏度时，液态二氧化碳的密度会大于水的密度，并在表面形成粘稠状薄膜，防止二氧化碳扩散。此种技术可能会改变海洋的PH值，其对环境的危害程度未知，此种技术还在探索阶段。
储液站储存技术是把捕集到的二氧化碳进行净化、干燥等处理后冷却形成高压、低温的液态二氧化碳，具有效率高、气体纯度高、储量大的特点。
固态存储技术是把二氧化碳先高压压缩形成液态二氧化碳，然后高压低温冷却形成干冰储存，由于其生产工艺困难且储存条件费用高，此项技术并不常用。
矿物碳化技术储存二氧化碳是一项新兴技术，技术原理是将二氧化碳矿物碳化固定与含方英石杂质的钙基膨润土深加工相结合，利用钙基膨润土容易通过离子交换形成碳酸钙以及碱法分离方英石过程中容易形成吸收二氧化碳溶液的特点，实现吸收固定二氧化碳，但其预期成本远高于其他存储方法，不适合开展利用。
四、 结束语
现阶段，制约二氧化碳捕集存储技术发展的关键在于技术不成熟和高昂成本问题，研究开发成熟、高效、低成本的二氧化碳捕集储存技术将是未来发展的方向。本文通过对现有的二氧化碳的捕集、运输及储存技术进行阐述，为未来该技术在电厂的成熟应用提供理论依据。
参考文献
【关键词】变压吸附 工业废气 二氧化碳 研究进展
1 引言
自工业革命以来，石油、煤炭的用量急剧增加，它们在促进经济社会发展，提高人们生活水平等方面发挥了巨大的作用。但是，石油、煤炭的大量使用所带来的空气污染问题也越来越严重，由二氧化碳过量排放所引起的温室效应已经成为全球性的严重问题。因此，改变人类的生产方式、转变能源材料的利用方式，降低二氧化碳的排放量是摆在人类面前的重要课题。
2 碳的捕获和存储
碳的捕获和存储这一概念最早出现于1977年，它是指将二氧化碳从工业或相关能源的源分离出来，输送到一个封存地点，并长期与大气隔绝的过程。它主要包括捕获、运输和封存三个阶段，在当今工业生产中都存在着这三个过程，其目的是为了减少二氧化碳排放量，减缓温室效益。碳的捕获和存储是减缓温室气体的一种合理方案，它能否广泛的得以运用取决于多方面的因素影响，比如技术成熟程度、成本、法律法规、环境问题等等。在整个捕获和存储过程中，捕获是最重要也是最昂贵的环节，其资金消耗站到总资金的85%左右。
3 二氧化碳的分离工艺及捕获系统
（1）分离工艺类型及特点。分离工艺主要包括四种类型：溶剂吸收法、低温蒸馏法、膜分离法、变压吸附法。在实际工作中，这些方法既可以单独使用，也可以组合使用。溶剂吸收法适用于气体中二氧化碳浓度较低的情形，浓缩之后二氧化碳的浓度可以达到99.99%，但是投资大，能耗较高，分离回收成本高。低温蒸馏法适用于二氧化碳高浓度的情形，投资大，能耗高，分离效果较差，运用得比较少。膜分离法操作简单，能耗较低，成本低廉，不过需要进行前处理、脱水和过滤，得到的二氧化碳的浓度不高，但仍然是一种良好的工艺，有着广泛的运用空间。变压吸附法能够从多种含二氧化碳的气源中捕获提纯二氧化碳，满足二氧化碳多种工业用途。该工艺的能耗低、工艺流程简单、无污染、环境效益好，但存在的缺点是，吸附剂容量有限，往往需要大量的吸附剂。
（2）捕获系统类型。当前，捕获系统类型主要包括：燃烧后捕获、燃烧前捕获、氧燃料燃烧，不同的系统类型具有不同的特点和运行方式，但不管是哪种类型，在捕获系统选择的时候，需要考虑燃气流中的二氧化碳的浓度、燃气流压力、燃料类型等因素。
4 二氧化碳的变压吸附分离技术进展
（1）二氧化碳分离工艺。变压吸附是通过周期性的压力变换来实现气体的分离或者提纯，1960年出现了变压吸附双塔结构，实现了变压吸附的循环操作，提高了产物的回收率，节省了均压步骤中的能量损失。此外，为了提高二氧化碳的回收率、纯度，减少操作过程中的能量损失，再加压、均压、顺流减压、回流等操作相继被提出来，这些操作提高了产品的回收率、纯度，降低了能耗，提高了变压吸附分离二氧化碳技术的经济性和可行性。
（2）吸附剂材料。吸附剂主要用来捕获二氧化碳，其选择往往决定了变压吸附的可行性。在变压吸附操作当中，将工作能力、选择性、平衡等温线类型、热效应作为衡量吸附剂好坏的标准。比较常用的捕获二氧化碳的有活性炭、沸石、活性氧化铝等。
5 国内外变压吸附分离二氧化碳的工业应用进展
（1）现代变压吸附技术得到了显著的提高。最初，人们认为变压吸附二氧化碳技术能耗大，成本高，回收率低，不可能实现工业化。随着人们的研究进一步深入，在吸附塔结构、循环设计、吸附剂等方面做了改进，促进了变压吸附捕获二氧化碳技术在工业上接受并得到广泛的投产运用。现代变压吸附技术在二氧化碳回收率、纯度、能耗、成本投资等方面都得到了显著的提高。
（2）国外变压吸附分离二氧化碳的工业应用进展。自问世以来，变压吸附分离提纯二氧化碳技术经过不断的改进和完善，工艺流程变得更为简单，其操作也变得更为方便，其竞争力也日益提高。日本最先利用变压吸附技术分离二氧化碳，其应用主要集中在电厂和制造业当中。此外，日本也相当重视在这方面的科研投入，在过去几十年，日本政府已经累计投入5000万美元用于二氧化碳捕获和存储的科研活动，相关的科研成果也不断的涌现，例如，设计活塞驱动式超快速变压吸附来捕获二氧化碳，研发温度支持的固定塔系统来分离二氧化碳等等。
（3）国内变压吸附分离二氧化碳的工业应用进展。国内该技术最早由西南化工研究设计院开发出来，1987年，第一套从石灰窑气中提纯二氧化碳的装置在四川眉山县氮肥厂投入运行，1989年第一套从合成氨变换气中提纯二氧化碳的装置在广东江门氮肥厂投产。1995年宁波化肥厂建成一套从合成氨变换气中分离回收二氧化碳的变压吸附装置，1997年云南峨山化肥厂建成一套液体二氧化碳生产装置，2005年四川开元科技有限责任公司改进变压吸附脱碳技术工艺流程，优化工艺配置，并在自动控制系统方面取得了较大的进步。
6 变压吸附分离二氧化碳工艺中存在的问题
（1）需要改进变压吸附循环设计或研发亲二氧化碳的吸附剂材料。事实上，从工厂中排出的废气中，含有8%―10%的水蒸气，尽管进行前处理，但仍然有5%左右的饱和水蒸气不能除去。对于工业废气中含有水蒸气的情形，多数的吸附剂都会先吸附水蒸气，但是这样会大大的降低吸附剂吸附二氧化碳的能力。水蒸气在吸附剂上浓缩，还会与二氧化碳发生反应，生成碳酸，并腐蚀设备。所以，改进变压吸附循环设计，或者研发出亲二氧化碳的吸附剂材料具体重要的现实意义。
（2）压力降的存在对系统产生不利影响。吸附剂引起的压力降也会对系统产生不利影响，对加压、减压、冲洗等都会带来负面影响。为了减缓这种影响，不得不增加操作时间，降低系统压力，这样一来，不仅增加系统的能耗，增加设备的成本投入，还会降低二氧化碳的回收率。
（3）吸附剂的吸附性能和吸附效率受到多方面影响。在工业废气当中，还含有NOX和SOX等污染物质，它们会与吸附剂发生作用，对吸附剂的吸附性能产生严重的不利影响。此外，在吸附过程中，系统温度越低，吸附性能越强，但是在工业生产中，出口废气温度较高，这就必然降低了吸附剂对二氧化碳的吸附能力。
7 结束语
随着温室效应带来的危害越来越严重，减少二氧化碳排放量，减缓温室效应所带来的影响是摆在人类面前的迫切任务。变压吸附分离工业废气中二氧化碳工艺具有显著的优势和特点，它不仅能够节约能源，而且投资小，无污染，能够收到显著的经济社会环境效益，是将来人们研究二氧化碳分离技术的重要方向，在降低二氧化碳的排放量，减缓温室气体效应所带来的危害等方面必将发挥更大的作用。
参考文献
[1] 唐琳.吸附及变压吸附分离回收丙酮蒸气的数学模拟[D].湖南大学硕士学位论文，2007
[2] 徐冬.变压吸附分离工业废气中二氧化碳的研究进展[J].化工进展，2010（1）
[3] 邓丹.变压吸附法脱除烟气中二氧化碳的实验研究[D].华中科技大学硕士学位论文，2008
2、森林采伐：树木会吸收空气中的二氧化碳，减少二氧化碳浓度，并且释放出氧气。而因为全世界的人类大量的砍伐树木，使得可以吸收二氧化碳的树木数量大量减少，因此使得二氧化碳浓度增加。
3、永冻层：地球上25%的土地覆盖着永久冻土，永冻土中含有大量的碳和甲烷气体。而现在根据科学家们的调查显示，永久冻土层正在释放导致全球变暖的碳，这导致全球气候温度变暖。
4、来自农业的甲烷和一氧化二氮的排放：甲烷是细菌在分解有机物的过程中产生的，其主要来自于植物，还有一些是来自于吃草的动物，像奶牛一样的动物也会产生甲烷，而甲烷也是导致全球变暖的一个原因。
5、海平面上升：因为两极冰川的气候变暖，使得那里的冰开始融化进海洋，导致海平面上升。而因为海平面上升，沿海地区的人就要迁移到内部地区，它增加了少数地区的人口密度，并导致这些地区的热量增加。
6、臭氧耗竭：臭氧是保护地球免受太阳紫外线伤害的安全保护层，而臭氧层正在一天天变弱，这是非常危险的情况。而臭氧层变弱的主要原因是工厂排放的烟雾导致的。
7、采矿活动：像煤，石油和其它矿物从地下开采出来的时候，会有大量的甲烷被同时释放出来，而这些矿物本身也含有甲烷，这对于臭氧层有着一定的影响。
8、太阳黑子：太阳表面有不同的像斑点一样的太阳黑子，阻碍了危险的太阳等离子体的形成，而现在太阳黑子现在变得越来越弱，无法阻挡太阳的等离子体，这也是造成全球变暖的主要原因。
9、燃烧化石燃料：化石燃料是增加大气中二氧化碳的原因，如汽车、卡车、公共汽车等大都使用的是能产生二氧化碳的燃料，而且目前大多数国家都是使用煤炭发电，这些都会导致二氧化碳大量增加。
10、人口增加：人口增加速度过快，资源不足，同时也会导致严重的环境污染。而树木的砍伐也是为了给日益增长的人口提供空间以及日常用品，因此人口增长是全球变暖的首要原因。
11、危害是:气温上升，导致冰川融化，海平面上升，沿海城市会被淹没。
在人类的生存过程中，不断地消耗地球的能源，并不断向外界排出有害物质。在众多的有害物质中，二氧化碳就是造成温室效应、环境问题的罪魁祸首。在这个优越的环境里，有不少的人浪费能源，更甚有破坏环境者。很多的能源是不可再生的，所以我们不得不控制二氧化碳的排放量，从低碳出发。
面对着气候变暖的问题，二氧化碳依然是罪魁祸首。而这就是人类不珍惜能源造成的，很多的人都毫不在乎能源的流失，认为能源是用之不竭，取之不尽的。但事实是，能源需要在地球上几百年甚至上一年才能产生。人类不能阻止二氧化碳的产生，所以我们更需要控制我们能够控制的，让我们从低碳做起。
在很多事上我们是可以控制二氧化碳的产生，随手关灯、开关、拔插头，这几步看似简单，但其实真正去做的人并不多，很少人在乎这丁点的资源。不坐电梯爬楼梯，省下大家的电，换自己的健康，很多人因为懒得爬楼梯而去乘电梯，爬楼梯虽然有一些累，但不仅能够省电，还对身体有好处。一次性牙刷、一次性塑料袋、一次性水杯，这些东西不但不耐用，而且浪费了大量的资源，每年都有大量的资源用来造这些没有用处的东西。
在6月1日，中国环境了《中国生态足迹报告》，在50年内中国人均生态足迹足足增长了2倍。居世界第69位，据统计，中国消耗的资源已经超过了其自身生态系统所能提供资源的两倍以上。
随着时代的发展，科技也是日新月异，从以前的马车换成了三轮车至今换成了汽车，在这个时代，汽车给我们带来了很多的好处。但在这汽车好处的背后又有很多的弊处。随着生活条件的优越，生活的富裕，中国人口急速上升，使买车用车的人越来越多，导致二氧化碳排放的量越来越大。地球的臭氧层遭受了巨大的破坏。二氧化碳不仅伤害了人们的健康，甚至还严重破坏了环境，在南极上空上出现了一个巨大的臭氧洞。
低碳生活是一种经济、健康、幸福的生活方式，它不仅不会降低我们的生活幸福指数，还可以使我们的生活更加幸福，更加美好。我们共同生活在这个地球，我们必须为我们的地球献出一份力，让我们为这个共同的家园一起努力，为环境献出一份绵薄之力。保护环境，低碳生活是我们义不容辞的义务。
一、温室效应与气候变化。温室效应是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，导致地球平均气温不断上升的现象，地球的大气本来就存在着温室效应，它使地球保持了一个适于人类生存的正常温度环境。只是由于人类活动的规模越来越大，向大气排放了过量的温室气体，使温室效应增强，从而在全球范围内引发了一系列问题。首要的问题是全球气候变暖。气候变暖引起了海平面的上升，将严重威胁低地势岛屿和沿海地区人们的生活和财产。一些地区的台风更加频繁，还有一些地区则更加干旱，最终造成世界各地农作物的减产和多种生物的灭绝。
二、臭氧层破坏。臭氧层能够有效地滤去太阳辐射中对生物有强烈破坏作用的紫外线。然而，人类大量使用含有氟利昂的冰箱和空调等，以及因超音速飞机迅速发展而导致含氮废气的大量排出，致使臭氧层遭到严重破坏，甚至在南极等地上空出现臭氧层空洞。臭氧层的破坏，导致大量紫外线辐射到地面，从而危害人类和其他生物的健康。从而导致人类的皮肤癌和白内障等疾病明显增多，因此控制和停止使用氟利昂，以及减少含氮废气的排放等，是防止臭氧层破坏的关键。
三、酸雨。酸雨是指PH值小于5.6的天然降水和酸性气体及颗粒的沉降。随着人口的剧烈增长和生产的发展，化石燃料的消耗不断增加，酸雨问题的严重性逐渐显露出来。当前，酸雨最集中、面积最大的地区是欧洲、北美和中国，在我国，大片酸雨区仍旧存在，主要分布于长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。酸雨中含有的酸主要是硫酸和硝酸，是化石燃料燃烧产生的二氧化硫和二氧化氮排到大气中后转化而来的。特别是二氧化硫更是形成酸雨的主要污染物。酸雨对生物有极大的危害，被称为“空中死神”，酸雨可以使土壤中的养分发生化学变化，从而不能被植物吸收利用，酸雨可以使河流和湖泊酸化，从而使鱼虾等水生生物的生长发育受到影响，严重时造成死亡；酸化的水源威胁人们的健康，影响饮用；酸雨直接危害植物的芽和叶，严重时使成片的植物死亡。控制酸雨的根本措施是通过净化装置，减少煤、石油等燃料中污染物的排放，并做好回收和利用这些污染物的工作。
四、森林正在减少。森林减少导致氧气的含量下降。氧气是人类维持生命的基本条件，人体每时每刻都要呼吸氧气，排出二氧化碳。一个健康的人三两天不吃不喝不会致命，而短暂的几分钟缺氧就会死亡。文献记载，一个人要生存，每天需要吸进0.8公斤氧气，排出0.9公斤二氧化碳。森林在生长过程中要吸收大量二氧化碳，放出氧气。据研究测定树木每吸收44克的二氧化碳，就能排出32克氧气；树木的叶子通过光合作用产生一克葡萄糖，就能消耗2500升空气中所含有的全部二氧化碳。资料介绍，10平方米的森林或是25平方米的草地就能把一个人呼吸出的二氧化碳全部吸收，供给所需氧气。当然林木在夜间也有吸收氧气排出二氧化碳的特性，但因白天吸进二氧化碳量很大，差不多是夜晚的20倍，相比之下夜间的副作用就很小了。就全球来说，森林绿地每年为人类处理近千亿吨二氧化碳，为空气提供60%的净洁氧气，同时吸收大气中的悬浮颗粒物，有极大的提高空气质量的能力；并能减少温室气体，减少热效应。森林减少导致噪音污染严重。噪声对人类的危害随着交通运输业的发展越来越严重，特别是城镇尤为突出。据研究结果，噪声在50分贝以下，对人没什么影响；当噪声达到70分贝，对人就会有明显危害；如果噪声超过90分贝，人就无法持久工作了。森林作为天然的消声器有着很好的防噪声效果。实验测得，公园或片林可降低噪声5―40分贝，比离声源同距离的空旷地自然衰减效果多5―25分贝；汽车高音喇叭在穿过40米宽的草坪、灌木、乔木组成的多层次林带，噪声可以消减10―20分贝，比空旷地的自然衰减效果多4―8分贝。城市街道上种树，也可消减噪声7―10分贝。森林改变低空气流，有防止风沙和减轻洪灾、涵养水源、保持水土的作用。由于森林树干、枝叶的阻挡和摩擦消耗，进入林区风速会明显减弱。据资料介绍，夏季浓密树冠可减弱风速最多可减少50%。风在入林前200米以外，风速变化不大；过林之后，大约要经过500―1000米才能恢复过林前的速度。人类便利用森林的这一功能造林治沙。森林地表枯枝落叶腐烂层不断增多，形成较厚的腐质层，就像一块巨大的吸收雨水的海绵，具有很强的吸水、延缓径流、削弱洪峰的功能。所以一片森林就是一座水库。森林植被的根系能紧紧固定土壤，能使土地免受雨水冲刷，制止水土流失，防止土地荒漠化。森林减少导致除尘和对污水的过滤作用变小。工业发展，排放的烟灰、粉尘、废气严重污染空气，威胁人类健康。高大树木叶片上的褶皱、茸毛及从气孔中分泌出的粘性油脂、汁浆能粘截到大量微尘，有明显阻挡、过滤和吸附作用。一般说，林区大气中飘尘浓度比非森林地区低10%―25%。另外，森林对污水净化能力也极强，据国外研究介绍，污水穿过40米左右的林地，水中细菌含量大致可减少一半，而后随着流经林地距离的增大，污水中的细菌数量最多时可减至90%以上。
关键词：气体吸附分离技术 大气污染防治
1 前言
随着人类工业化程度的不断提高，人类向自己赖以生成的环境中排放的有害物质在不断地增多，“保卫地球、保护我们生成的环境”不再仅仅是一句危言耸听的口号，而是关系到我们子孙后代能否生存的刻不容缓的大事。人类需要发展但更需要保护环境，如何保护好我们的环境是我们广大科技工作者共同关心的问题。目前，工业生产给环境带来的主要污染物为工业废气、工业废水、废渣(即工业“三废”)，其中工厂每天向大气中排放大量的各种各样的工业废气对人类的健康威胁极大，尽可能将污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。
对生态环境影响较大和人类健康威胁较大且绝对排放量较大的废气主要包括：
（1）含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒气体；
（2）其它气体，开展关于减少这类有害废气的研究是非常有必要的，本文结合著者在这一领域已经开展的研究，讨论了用现代吸附分离技术净化这类气体的意义及工业开发的可行性。
2 吸附分离技术治理废气技术基础及过程
（1）气体吸附分离技术基础
气体吸附分离技术是近年发展较快的一项新技术， 按照再生方式的差异常分为变压吸附法和变温吸附法两类：（1）变压吸附(英文名称Pressure Swing Adsorption，简称为PSA)法提纯或分离单元是根据恒定温度下混合气体中不同组份在吸附剂上吸附容量或吸附速率的差异以及不同压力下组分在吸附剂上的吸附容量的差异而实现的，由于采用了压力涨落的循环操作，强吸附组份在低分压下脱附，吸附剂得以再生；吸附剂的使用寿命一般为十年以上，所以PSA过程基本是无原料消耗过程；（2）变温吸附法（英文名称 Temperature Swing Adsorption，简称为TSA）或变温变压吸附法（简称为PTSA）是根据待分离组份在不同温度下的吸附容量差异实现分离，由于采用温度涨落的循环操作，低温下的被吸附的强吸附组份在高温下得以脱附，吸附剂得以再生，冷却后可再次于低温下吸附强吸附组份。确定是否采用吸附法分离的主要依据为待分离组分之间的吸附等温线，图1为待分离组分A（污染物）、B（非污染物）的在温度为t1或t2的吸附等温线所示：
对于污染排放物A如果与非污染组份B吸附容量差别较大，则可考虑PSA技术（当然，有时动态吸附容量也是确定分离的一个依据，但在污染治理中很少涉及）；对于常温（t1）下强吸附组份A不能良好解吸的分离，可考虑采用TSA或PTSA技术。
吸附分离技术采用的吸附剂通常为活性炭、硅胶、氧化铝等常规吸附剂或在吸附剂上附载不同贵金属的专用吸附剂，或者是开发不同孔径、不同微孔容积的专用吸附剂。
（2）吸附工艺过程循环的实现
PSA、TSA或PTSA 过程的连续运行通常是通过多个吸附器依靠阀门切换实现的，当某些塔在吸附时，其它的吸附器则处于再生等步骤；吸附饱和后的吸附剂需要再生时，其它已再生好的吸附器开始进入吸附步骤，如此实现循环操作。下图为西南化工研究院实验开发成功的TSA净化并回收硝酸尾气中NOx的流程示意图。
3 工业废气来源及治理研究
随着工业化程度的不断提高，人为产生的空气污染物所占空气总污染物的比例在不断增加、对人类自身健康的危害在不断增大。目前，排放空气污染物最多的工业部门有:石油与化学工业、冶金工业、电力工业、建筑材料工业等等，下面就工业排放的主要有害气体污染物NOx、SO2、P、CO、卤代烃、挥发性有机物（简称为VOC）等的吸附分离治理前景和可行性简要分析如下：
（1）硝酸生产尾气、烟道气、石灰窑气等各种工业废气中的NOx
硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气，其中含有NOx。NOx不仅对人类、生物有剧毒，而且导致光化学烟雾的生成，其危害极大。我国现有硝酸生产工厂50多家，硝酸尾气中NOx的浓度一般为500~5000 ppm，每年排入大气的NOx（以NO2计）约为6万吨。如果能回收这些NOx，不仅控制了对环境的污染，同时可以增产硝酸，降低生产成本。
目前西南化工研究院已开展了硝酸尾气的吸附法回收治理工业性试验研究工作，实验证明了这种方法有相当的优越性。研究表明，净化气中NOx浓度可控制在低于0.02%，对应尾气中NOx浓度从0.04%到0.8%，回收气中NOx浓度变化范围可从0.8%至5%，可以返回系统生产硝酸。
对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术，西南化工研究设计院已开发成功，并申报国家专利。对烟道气中氮氧化物的脱除，根据烟道气组成采用TSA法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物的排放量。
（2）黄磷尾气净化和从黄磷尾气中提纯一氧化碳
我国每年生产黄磷40万吨，生产过程中每生产一吨黄磷会产生2500Nm3尾气，每年产生的尾气量达10亿Nm3，其主要成份为一氧化碳（约85%~90%），CO是一种易燃易爆有毒的气体，尾气中含有的P、S、As、F等及其化合物的有毒组分未经处理排放到大气中也将严重污染环境；同时CO又是一种重要的碳一化工原料，尾气中含有的P、S、As等易使催化剂中毒，所以有效处理黄磷尾气具有非常重要的意义。近年来，国内外在净化黄磷尾气和开发黄磷尾气领域已开展了较多工作，其中西南化工研究院开展了尾气处理的动态吸附研究实验，取得了可循环操作的TSA净化流程，并结合自己的CO提纯专有技术，已转让一套采用吸附法从黄磷尾气净化并提纯CO的工业装置。
（3）二氧化硫的控制
硫氧化物主要是二氧化硫，它是大气中数量最大、分布最广、影响最严重的环境污染物之一，目前控制的主要方法有：高烟囱稀释法、采用低硫燃料、排放废气脱硫等，近年在采用干法（吸附剂吸附法）、湿法脱硫技术领域开展了较多研究，工业化应用已很成熟。 吸附法脱除废气中的SO2又分为物理吸附法和化学吸附法，物理吸附时被选择性吸收的SO2可通过升温或降压解吸出来，化学吸附时吸附剂同时起催化作用，被吸附的SO2被废气中的氧氧化成SO3，后者在与水生成硫酸。目前，国内关于采用吸附法净化SO2的报道多为实验研究报告。
（4）含三氯乙烯、三氯乙烷等卤代烃的排放废气净化
含卤代烃的废气净化目前较为成熟的技术是溶剂吸收或吸附法处理，如：（1）彩色显象管生产线清洗阴罩时挥发的三氯乙烷气体刺激人体粘膜，长期接触能使运动神经系统受损，无论从环境保护还是降低生产成本来看都必须回收利用。航天总公司四院四十二所成功开发了应用活性炭纤维回收三氯乙烷，避免了环境污染，使用效果良好。（2）在工业上应用很广的三氯乙烯，是对人体和环境都有较大危害的有毒污染物，含三氯乙烯工业废气排放前必须脱除其中超标含量的TCE，应用吸附法可有效控制排放尾气中三氯乙烯含量并回收其中的三氯乙烯，西南化工研究院在这方面开展了较多实验研究，并取得了良好的实验效果。
（5）含高沸点有机物的尾气净化
目前，采用吸附法净化、回收排放尾气中的有机组份的工业应用是比较成功的，采用的通常流程为TSA或PTSA流程，既可有效脱除有机污染物又可回收有用组份。根据大量实验研究，西南化工研究院在已开发的多套PSA装置的预处理装置中，成功地采用TSA、PTSA技术很好地解决含高沸点有机物的尾气净化，如苯、萘等的脱除。
（6）排放气中一氧化碳的脱除
CO是一种易燃易爆有毒的气体，未经处理排放到大气中将严重污染环境，所以严格控制排放气中CO含量是非常有意义。目前，国内北京大学开发的13X分子筛载体的Cu（I）吸附剂、南京化工大学开发的稀土复合铜（I）吸附剂都是很好的CO吸附剂。实验表明，采用PSA或TSA技术脱除CO是一种有效的手段， 排放气中的CO可控制在1ppm以内。
（7）含氟排放废气的净化
含氟(主要为HF和SiF4)废气数量虽然不如硫氧化物和氮氧化物大，但其毒性较大，对人体的危害比SO2大20倍，因此工业生产排放气必须控制含氟化合物的排放量。目前，HF回收通常生产冰晶石，尽管从理论上可采用吸附法结合其他化学法处理含氟废气，但目前国内应用PTSA回收含氟排放废气的工业装置尚未见报道。
（8）从富含甲烷气源中浓缩、回收甲烷
矿井瓦斯是在采煤过程中产生的，瓦斯气中含有25~45％的甲烷及其它一些组份，其热值仅2500kcal/m3左右，难以利用，通常排入大气，以致污染环境。我国每年约有30亿m3瓦斯放空。因此有效利用矿井瓦斯已成为一个热门课题。西南化工研究设计院开始采用PSA技术从矿井瓦斯中浓缩甲烷的实验研究，可以把甲烷浓度从20%提高到50~95％，浓缩后的富甲烷气热值明显提高，可以作为优质燃料和化工原料。
（9）工业二氧化碳排放的控制
近年来，由于CO2排放量增加（每年以二氧化碳形式放入大气中的碳约为50亿吨），大气中二氧化碳已从工业污染时代的270ppm上升到近500ppm，大量二氧化碳在大气中的积聚引发全球的温室效应已经引起了人类的重视。从含CO2浓度较高的排放废气中回收CO2既解决了环境问题，又回收了有用组份，减少了资源浪费。从富含二氧化碳的工业废气中回收二氧化碳这些工业废气主要有：石灰窑气（含二氧化碳28%~38%）、制氨和制氢装置副产气（含二氧化碳28%~99%）、烟道废气（含二氧化碳10%~18%）及脱碳再生气等。通过提纯，产品二氧化碳的纯度可达99.5~99.99%，指标均可达到或超过二氧化碳食品添加剂国家标准（GB1917－80）。
（10）PSA富氧处理城市垃圾废气
随着城市化建设规模的不断扩大，城市每天产生的垃圾量激剧增加，目前主要采用空气燃烧的方式人类的生活垃圾，每天通过燃烧垃圾产生的大量含VOC有毒废气给环境造成极大的污染；如采用PSA技术从空气富集氧气（氧纯度可达到93％）替代空气处理城市垃圾，则大大降低了有毒废气的排放量。
结束语
随着对吸附分离研究机理的不断深入，结合其他化工处理技术，吸附分离技术必将在环境保护领域发挥越来越重要作用。
参考文献
（1）童志权，陈焕钦编著 工业废气污染控制与利用. 北京：化学工业出版社，1989.612-614
（2）陈健，魏玺群. 废气中三氯乙烯的脱除及回收新工艺. 天然气化工 1999，Vol.24(4)，25-28
（3）刘锦，王正方. 1，1，1-三氯乙烷回收装置 化工环保 P22－24 2000，Vol 20(1)
（4）覃世金 "黄磷生产中‘三废’综合利用的思路" 湖北化工 1997（2）51－53
（5）周波 "黄磷电炉尾气的应用实践" 云南化工 1996（4）44－45
（6）何寿林，汪鸿. "回收利用黄磷尾气的建议" 化工矿山技术 1997， vol.26(2) 53
（7）藏云鹏 "氟化氢废气的处理" 玻璃与搪瓷 Vol.17(5)
（8）吴克义 "氧化铝吸附氟化氢的特性" 环境污染与防治 1996 Vol.12(1)，34-36
（9）Shakirov， B.S. Kompleksn. Ispol'z. Miner. Syr'ya，(10)，85-8(Russian) 1992
（10）hakirov， B.S..Khim. Prom-st. (Moscow)，(3-4)，148-9(Russian) 1993.
（11）Kataoka，Masaki;Hara，Kozo. JP 10279301 A2 1998
（12）居沈贵，刘晓勤，等 天然气化工1998，Vol 23(1)，29－32
（13）居沈贵，刘晓勤，等 天然气化工2000，Vol 25(3)，22－25
调查时间：2008年3月28日中午。地点：家庭网络。调查对象：大气恶化情况。
调查结果：
造成大气污染的途径主要是工业生产与交通工具排放的废气和尘埃，工业生产排放出的尘埃颗粒物还吸附了许多有毒有害的物质。这些污染物在大气中还会发生各种化学反应，生成更多的污染物，形成二次污染。二氧化硫是大气污染物中最普遍的一种，它在大气中通过反应可形成硫酸烟雾，甚至形成酸雨。氮氧化合物、一氧化碳和碳氢化合物也是大气中常见的污染物，它们在阳光下，发生光化学反应，可形成光化学烟雾。
在干静的大气中，痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，可能对人、动物、植物及物品、材料产生危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。大气污染的来源很多，如：日益增多的汽车是城市大气污染的主要来源；北京的冬日由于燃煤取暖造成大气污染；化工厂往往会散发出很浓的刺激性气味对人体危害严重；灰色烟尘主要来自水泥厂、石灰生产厂；黑色烟尘里含有大量焦油、碳黑，主要来自燃煤、燃石油工业；采矿爆破是大气中粉尘的一个人为来源。中国的北京和美国芝加哥市的城市污染状况都很严重。
燃料中含有各种复杂的成分，在燃烧后产生各种有害物质，即使不含杂质的燃料达到完全燃烧，也要产生水和二氧化碳，正因为燃料燃烧使大气中的二氧化碳浓度不断增加，破坏了自然界二氧化碳的平衡，从而引发“温室效应”，使地球气温上升。
大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。促使地球气温升高的气体称为“温室气体”，它们可以破坏大气层与地面间红外线辐射的正常关系，吸收地球释放出来的红外线辐射，就像“温室”一样。二氧化碳是数量最多的温室气体，约占大气总容量的0.03%，许多其它痕量气体也会产生温室效应，其中有的温室效应比二氧化碳还强。
然而，会议开始各国的喋喋不休的争吵使哥本哈根会议又像正在变暖的气候消融冰雪一样正在慢慢化解人们的希冀。
即使从政治和科技两个方面看，哥本哈根就有着太多的阻力和负荷。发达国家从工业革命之后伴随200多年的经济增长向大气中排放了过多的二氧化碳，这自然引起发展中国家内心的不平衡和不满。
然而，发达国家也有不满的理由。一些发展中国家现在正以杀鸡取卵的方式发展经济，以牺牲环境为代价获取高GDP，向大气中排放了过多的二氧化碳，也应当负起减排二氧化碳的责任。
因此，站在道义和公正的立场，各方都有义务检讨自己的立场。作为发达国家应当毫不犹豫负起道义的责任，不仅要承担主要的减排任务，还应当资助那些贫困的国家，帮助他们应对气候变化的困难和负担。作为发展中国家，对全球变暖也负有责任，也应当有一定的具体承诺，减排二氧化碳，并把保护环境纳入国民的行为和生活准则中。
在科学的层面，过去和新的研究一再说明，地球气候的变暖是一个不容怀疑的基本事实。如果我们相信科学，就得相信全球变暖确实是人类活动引起的。当然，谁也说不清楚更多的二氧化碳和温室气体排放到大气中所造成的危害将来会有多严重，但按目前的情况，全球变暖的严重后果到2020年就会毕显无遗。只是，如果到那时再采取行动已经为时太晚。地球上的所有人，无论是富国还是穷国，都将面临大自然的灾难。
无论哥本哈根出现多么大的争议，无论各个国家能够承诺的减排二氧化碳的数量是多少，达成像《京都议定书》一样具有法律约束性的协议应当是地球人的公约数。如果达不成有法律约束性的协议，或者一部分国家并不签署这样的协议，都将是哥本哈根的失败，也是人类的失败
关键词：情境创设；问题设置；课例分析
一、课例背景和面临的问题
传统化学教学沿用传统的观念、传统的办法，以传统教学理论为基础，将所学知识结构化，对教学质量的评价注重“应试教育”，是以知识的传授为中心，过分强调了教师的作用。
“情境创设”教学模式可以通过设置化学问题展开教学，学习情境的创设可以多样化，生活情境的创设使学生明白：化学知识既丰富多彩，又与我们日常生活息息相关，能有效地解决生活中所遇到的问题。
二、对传统常规教法和“情境创设”教学进行观察比较
遵循传统教学模式，还是“情境创设”教学模式？带着这样的疑问，以《二氧化碳的性质》这一教学内容为例，我对以前2009年传统常规教法和2012年“情境创设”教法进行了观察比较。
1.传统常规教法
传统常规教学活动以教师为中心，往往把教师教学过程看成是预设教案，把学生学习过程看成是学习和理解知识要点。
教学片段一：
教学内容：《二氧化碳的性质》九年级化学第一学期（上海版）
教学时间：200年。
课程标准中的学习目标：使学生初步掌握二氧化碳的物理性质和化学性质，学会鉴别二氧化碳；使学生了解温室效应。
教师教学设计中的难点：二氧化碳的性质的分析。
课堂呈现方式：
传统常规教学，在教学设计上忠实于教材，教材上怎么写，教师就怎么讲，毫无遗漏、毫不越位地传授教材内容。
先分析二氧化碳的物理性质，让学生知道二氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，固态二氧化碳叫干冰，可作制冷剂。
再强调二氧化碳的化学性质，使学生懂得二氧化碳不助燃，也不支持燃烧，是用来灭火的原理。不能供给呼吸，二氧化碳多的地方要进行灯火实验。懂得二氧化碳能与水反应生成碳酸，是碳酸使紫色石蕊试液变红，碳酸不稳定分解成水和二氧化碳。明确二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，是二氧化碳与石灰水里的氢氧化钙反应生成白色的碳酸钙沉淀的缘故。
最后介绍二氧化碳是形成温室效应的原因，要求掌握温室效应是三大环境危害之一。
总体思路：从物理性质、化学性质、物质用途等多方面归纳总结学科知识点，注重教材，并要求学生以教材为中心，展开学习。
学生学习效果：
课后练习检测并统计正确率进行分析。
课后练习检测总体正确率为63.4%，我们可以从课后检测看出：学生对于课堂老师讲授的知识点有一定的掌握，有一定的知识目标达成度。不过，课后检测正确率仅为63.4%，可以说学生的学习效果并不理想。
分析：
在“二氧化碳的性质”的教学过程中，遵循传统常规教法，按照课程标准以二氧化碳的性质为中心。从教师教的过程分析，教师过于注重和二氧化碳有关的中考知识点，常规教法先教后学，教了再学，以教为主，先教后学，在课堂中多次强调学习和掌握考点，忽略创设化学问题情境，要求学生以书本为中心，不注意发展能力。从学生学的过程分析，依次学氧化碳的物理性质和化学性质及用途，跟随教师学，学围绕教转，听教师讲，答教师问的，抄教师写的，学生忙于对知识点的死记硬背并尽力复制教师讲授的内容，对于问题的思考投入与关注程度不深，没有呈现知识的形成过程与这个过程中的科学方法。
2.“情境创设”教学模式
“情境创设”教学模式创设典型情境，把学生引入“情境―探究―发现”的学习过程中并利用有效的情境来优化教学过程，使学生在良好的学习情境中掌握知识、形成能力、培养科学素养。“情境创设”教学模式把认知活动和情感活动结合起来，充分利用情境来激发学生的学习情绪。
教学片段二：
教学内容：《二氧化碳的性质》九年级化学第一学期（上海版）
教学时间：2012学年。
课程标准中的学习目标：使学生初步掌握二氧化碳的性质，学会鉴别二氧化碳；使学生了解二氧化碳在日常生活中的意义。
教师教学设计中的难点：如何有效创设学氧化碳的性质的学习情境。
课堂呈现方式：
“似雪没有雪花，叫冰没有冰碴，无冰可以制冷，细菌休想安家”。一是引入谜语，通过对谜底干冰的分析，让学生明白固态二氧化碳可作制冷剂。二是引入故事，在意大利那不勒斯城附近有一个“死狗洞”，狗、猫等动物一走进去，挣扎几分钟就死了，人却可以安然无恙地通过这个洞。迷信的人因此说，洞里面有“屠狗妖”。为什么会有如此奇异的现象呢？有一天，科学家波曼尔专程来到这个洞，他始终未见“屠狗妖”，却见洞内倒悬着很多种乳石，湿漉漉的石笋上冒着气泡。这一切使波曼尔恍然大悟。接着他在洞内做了两个简单实验，发现了“屠狗妖”的秘密，你想知道吗？三是观看环保部门对大气检测的资料片，用高能燃料推进火箭的过程，以及机动车辆尾气排放图片、工厂排放废气而产生“浓烟滚滚”的景象等，都会让学生有身临其境的感觉，认识到二氧化碳大量地排放会引起温度的升高，产生温室效应。
在分析二氧化碳化学性质的教学过程中，故意制造问题创设情境。学生实验：在一塑料瓶的二氧化碳中加入少量NaOH溶液并盖紧瓶盖，塑料瓶迅速变瘪。学生经过实验验证，对出现的问题进行思考，分析瓶内压强的变化以及引起变化的化学原因，所学知识就大彻大悟了。
学生学习效果：
采用和2009年相同的课后练习检测并进行分析：
课后练习检测总体正确率为84.3%，我们可以看出课后检测学生对于课堂老师讲授的知识点掌握程度较好，知识目标达成度比较理想。对比200年的传统教学模式课后检测63.4%的正确率，可以说学生的学习效果有了大幅度提高。
分析：
创设典型的情境，利用学生的好奇心学氧化碳的性质：激发学生兴趣的谜语，出人意料的故事情节，创设塑料瓶为什么变瘪的实验现象都是学生十分感兴趣的典型课堂情境。
谜语既有趣味性又有高度概括力。猜“二氧化碳”谜语的过程中能培养学生联想、推理、归纳等思维能力。在教学过程中适当运用谜语，可以启发学生思维，提高学生学习兴趣，提高课堂教学的效率。
农妇不幸身亡，死狗洞屠狗不屠人，这些跌宕起伏的情节需要借助化学知识才能理解，学生的兴趣会因此而加强。故事情境不但增强了教学的趣味性，而且还培养了学习兴趣，促使学生全身心地投入学习。
在一定的化学情境中学习时，学生自然而然地理解了所学的知识，应用能力得到提高。创设情境来学氧化碳的性质，学生学得更明白，懂得更轻松，掌握得更扎实，用得更自如，这样就可以有效地把二氧化碳和生活中相关问题联系起来。
[课例启示]
“情境创设”教学模式可以激发学生的学习兴趣，在教学中教师可以根据不同的知识内容创设形式多样的学习情境，让学生感觉到化学知识就在身边。
教师在进行教学设计时要尽量设置化学问题情境，不但可以增强教学的趣味性，而且还可以培养学生的学习兴趣，促使学生全身心地投入学习。猜谜引起学生的投入与关注，当学生对谜语感兴趣，就会越学越觉得有意义，学习兴趣更加强烈。当学生置身于“屠狗洞”故事情节中，就会有强烈的探究欲望。化学是一门以实验为基础的自然科学，塑料瓶变瘪的现象创设学习情境，既有助于集中学生的注意力，激发学生学习兴趣，巩固基本知识，又培养了学生的动手和动脑能力以及探索新知的精神。
“情境创设”教学模式可以让学生感觉到化学知识就在身边。在《二氧化碳的性质》教学中创设学生熟悉的生活情境逐步引出问题，让学生感觉到二氧化碳在现实生活中的存在，明白二氧化碳与我们日常生活有关。特别是有针对性地去选择来自现实生活中的情境来体现二氧化碳的性质，更利于学生在生活情境中体验、探索、发现、理解二氧化碳的性质。由于初三学生已经有一定的生活经验和社会经验，教师可以充分利用学生已有的实际生活经验创设学习情境，既可以激发学生的学习兴趣，又有助于学生结合实际生活中的现象来认识二氧化碳，还培养了学生运用知识解决实际问题的能力。重现生活情境，密切联系学生的生活和社会实际，注重现实生活中化学知识的感受，在一定程度上体现化学教学的生活性、实用性，说明化学学科与现实生活联系紧密。