镍杂志第33卷第1期，2018年

MAGAZINE

镍杂志 关于 镍及其应用的专业 杂志 镍杂志第33卷第1期，2018年

能源过渡： 镍有助于应对气候变化 电动汽车革命

冰岛先进地热深孔钻探项目

碳捕捉和储存：地下解决方案

案例研究12 奥罗拉垃圾发电厂

不锈钢－更易于分解

应33,000吨商业厨余垃圾。这座垃

千年干旱和澳大利亚墨尔本日益增

圾发电厂是澳大利亚自来水公司建

长的人口给有限的资源（例如水和

造的第一座独立式厨余垃圾加工厂，

能源）带来了更大的压力。有鉴于 采用厌氧分解工艺。 此，WeltecBiopower生物能源公司 和AquatecMaxcon工程公司为拉谷 水务公司提供了建造垃圾发电厂所 需的专业技术。奥罗拉垃圾发电厂 可以将商业厨余垃圾加工成清洁的 可再生能源，从而产生足够的沼气 供应现有奥罗拉污水处理厂和新建

现场共有八个不锈钢罐，包括五个 预储罐、两个分解罐和一个大型储 罐。不锈 钢是能耐受腐烂有 机物 （包括硫化氢、氯化物和有机酸）形 成的腐蚀性环境的理想材料。 这 些 储 罐 采 用 了 3 0 4 型

的再生水厂，并将剩余能源出售或 （U NSS3 04 0 0）奥氏体不锈钢。分

不锈钢罐保证了腐烂有机物形成 的腐蚀性环境中的长使用寿命。

输出给电网。

解 罐 的 上 部 部 分 处 于 飞 溅 区 内、

垃圾转化为可再生能源

部 分处 于 气 相内，由较高 合 金 等

从2017年5月投入运营时开始，附近

级的316Ti型（S31635）奥氏体 不

的市场和食品制造商每年向该厂供

锈钢制成。

从www.nickelinstitute.org下载完整的案例研究。 2 | 镍杂志第33卷第1期，2018年

社论： 能源过渡镍的未知但重要的作用

在2015年巴黎第二十一届联合国气候变化大会上，195个国家就把全球平 均气温较工业化前水平升高控制在2℃以内的目标达成一致。但随着能源 需求的增长，相关碳排放仍在升高。根据国际能源署发布的《全球能源和 二氧化碳状况报告》，2017年，全球能源需求增长了2.1％，增长部分有70％ 各类燃料能源需求的平均年增长

160

1.6%

0 -160

0%

2006-2015 煤炭 石油 净增长（右轴）

2016 天然气

2017 核能

可再生能源

-1.6%

OECD/IEA

百万吨石油当量

以上来自化石燃料。

更令人乐观的是，报告提到，“2017年，可再生能源是所有能源当中增长率 最高的一类，占全球能源需求增长的四分之一。”可再生能源的增长主要

冰岛地热能解决方案

是由中国和美国推动的，其次是欧盟、印度和日本。实际上，2017 年中国 的太阳能发电量增长相当于法国和德国的太阳能发电量的总和。 镍在实现能源过渡和应对全球变暖的多种应用中发挥着重要的作用。本 期镍杂志中，我们将考察南澳州用于储存风能的一种大容量电池；加拿大 的一项大规模碳捕捉计划；冰岛地热能的潜力；含镍不锈钢是怎样协助减 少印度二氧化碳排放量的，等等。这些应用旨在通过不同的路径达成巴黎 气候变化大会的目标。为了实现能源过渡的目标、减少温室气体排放量并 提高能源效率，镍将在这个过程中发挥重要作用。

希望您喜欢镍杂志的新外观。正值 出版33周年之际，，我们认为到了 改版的时候了。请告诉我们您的想 法！ communications@nickelinstitute.org

Clare Richardson 镍杂志编辑 镍杂志第33卷第1期，2018年 | 3

NOTABLES

镍要闻

目录 02

案例研究12 厨余垃圾发电

03

社论 能源过渡－镍的未知但重要的 作用 镍要闻 即将来临的电动汽车革命 增加镍使用量

07

特 斯拉公司在南澳州建 造 世界上最大的锂离子电池

08

镍供电电池 事实和数据

09

印度农村的清洁烹饪 不锈钢改良灶具

10-11

冰岛地热能 依赖镍的深孔钻探

更可持续地 转化沼气

12-13

碳捕捉和储存 壳牌加拿大公司Quest项目

熔融铋镍合金中的甲烷气体（沼气）

应对气候变化迫在眉睫 中国在行动

发泡是加州大学圣塔芭芭拉分校开

网站链接

发的一种有前景的制氢工艺。传统

14 14 14-15 15 16

新出版物

XIANMEIXIANG／兰州化学物理研究所

04-05 06

甲烷蒸气重整工艺会生成二氧化碳

UNS详细资料

作为副产物，而在这种新工艺中，甲

激子新闻！

烷中的碳以石墨的形式出现。研究

乌拉尔联邦大学（UrFU）的俄罗斯

团队正在与壳牌公司合作，试图进

科学家与俄罗斯科学院乌拉尔分

一步开发这项技术。

院金属物理研究院的同事首次研

杰出的豪华住宅开发项目 由ZahaHadid设计

镍杂志》由国际镍协会出版 www.nickelinstitute.org 总裁：David Butler 编辑：Clare Richardson communications@nickelinstitute.org 撰稿人：DavidChen、ParulChhabra、GaryCoates、 IsalinedeBaré、DebbieGovier、PeterKelly-Detwiler、 LarryMartin、RichardMatheson、GeirMoe、KimOakes、 LisselPilcher、NigelWard、OdetteZiezold

究了氧化镍纳米晶体的基本特性， 在光吸收边缘发现了激子。这个发

设计：Constructive Communications公司

现可能对于下一代光电器件的开发

本杂志所含资料供读者一般参考之用，未取得专业意见之前 不应针对特定应用采用或作为依据。虽然本杂志所含资料据 信在技术上是正确的，但国际镍协会及其会员、工作人员和 顾问并不声明或保证其适合任何一般或特殊用途，也概不承 担与这些资料有关的任何责任。

非常有用。激子是一个电子空穴对， 通过静电耦合作用结合，可以在晶

ISSN0829-8351 Hayes印刷集团在加拿大用再生纸印刷

4 | 镍杂志第33卷第1期，2018年

体内部迁移并传递能量。研究结果 BRIAN LONG

图片提供者： 封面：iStockPhoto.com©Andrew_Mayovskyy 第2页：Photo.com©Andrew_Mayovskyy 第4页：iStockPhoto.com©scibak 第6页：iStockPhoto.com©3alexd 第10、11页：WikimediaCommons 第14页：iStockPhoto.com©jacus

发表在《物理：凝聚态物理》杂志 中。

新电池回收工艺 加州大学圣地亚哥分校开发了一种新的、更简单的废锂离子电池回收 工艺。对于含有宝贵镍、锰、钴和锂的NMC电池而言，这个工艺包括清 除阴极粒子、在热碱性溶液中进行处理，然后在800℃温度下进行烘 烤。

复原始水平。

恒今基金会

DAVIDBAILLOT／加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院

在新电池中再次使用时，电荷储存能力、充电时间和电池寿命都会恢

轮胎革新 设计在地球之外的世界使用的轮胎？先不考虑伸长率和回弹性，而是考 察一下“化学计量”和“形状记忆合金”。 克利夫兰附近NASA格伦研究中心的科学家研制了一种由化学计量镍钛 丝网制成的非充气式柔顺轮胎，预计将在未来的火星探测任务中使用。 这个创新成果称作“超弹性轮胎”，是NASA格伦研究中心和固特异公司 前几年研制的“弹簧轮胎”的最新演化形式，灵感来自阿波罗计划的登月 车轮胎。

©NASA格伦研究中心成像技术中心

NASA格伦研究中心表示，“最新形式采用能经受高应变的形状记忆合

万年钟为什么 能持续运转？ 恒今基金会（longnow.org）开始在 德克萨斯州西部的一座山上安装一 台机械钟，它可以运转一万年。机芯 主要由316型（UNS S31600）不锈钢、 钛和干式陶瓷滚珠轴承制成。这座 钟每年只发出一次滴答声，世纪针

金作为承重构件，而不是采用典型

每走一格表示100年，而钟里的布谷

的弹性材料。”

鸟每一千年出现一次。特殊设计的

“镍钛合金经过原子重排以适应变

齿轮传统系统精度相当于两万年偏

形，”NASA格伦研究中心的材料

差一天，可以通过“相位锁定”中午

科学家SantoPadula说道。“因此，

的太阳进行自我校正。这座钟是美

与常规材料制成的轮胎相比，这 种合金制成的轮胎变形程度最高 超出30倍，而且能在不发生不可逆

国工程师、企业家DannyHillis设计 的，其初衷是让人们不要只关注眼

塑性变形的情况下恢复原来的形

前的事物，而是鼓励人们以长远的

状。”

眼光来看待世界。 镍杂志第33卷第1期，2018年 | 5

镍将发挥日益重要的作用 在即将来临的电动汽车革命中

气候变化应对战略的一个关键部分是改变我们的日常交通方式。交通运 输业估计占全球温室气体（GHG）排放量的14％。虽然有多种多样的解决 方案，但预计电动汽车（EV）将在减少污染方面发挥很大的作用。 显然，由于电动汽车依赖电力，因此

新化学成分

相关排放量并非为零，除非电网本

很 多汽 车制 造商目前采用

身是无碳电网。但国家可再生能源

的 镍 锰 钴 （ N M C ）电 池

实验室最近的一项研究表明，即使

采用的成分比例为33％镍、

在碳密集型电网中，电动汽车的使

3 3％钴 和 3 3％锰（称作 1：1：1），

用产生的排放量也少于常规替代方 而另一些汽车制造商已经开始采

预计五年内电动汽车的价格将低 于内燃机驱动汽车，而且销量将 暴增至数千万辆。有人甚至估计 到2035年，路上行驶的电动汽车 数量高达3.5亿辆。

案。

用6：2：2的配方了（60％镍、20％锰

但一直到最近，电动汽车在这个发

和20％钴）。目前正在进一步调整

展过程中仍然没有体现出自身的价

N MC的化学成分，设 计一种采用

值。2017年，电动汽车销售量首次突

80％镍、10％锰和10％钴的8：1：1

破一百万辆，而2016年常规轿车和

阴极。两家韩国制造商（包括LG化

轻型商用车的销售量超过8800万辆， 学公司）宣布了2018年将这些新配 但这仅仅是开始。 镍在电动汽车中的应用将要加快 一些分析师预计到2040年，电动汽

6 | 镍杂志第33卷第1期，2018年

方投放市场的计划。特斯拉（采用 NCA－镍－钴－铝技术）等其他公 司预计也会增加镍的比例。

车销售将超过内燃机驱动汽车，每

虽然也有非镍锂离子的配方，但还

天替代800万桶汽油。数百万辆的轿

没有人开发出与镍的密度――功率

车、卡车和公交车需要使用含镍锂

重量比――相当而且有足够高实际

离子电池。根据市场分析师Roskill

成本效益的技术。因此，在我们拯

的估计，目前电池用镍约占全球镍

救地球的行动中，镍将在电动汽车

供应量的3％，而这一比例预计会快

的全球大规模普及应用中发挥日益

速上升。

重要的作用

© TESLA

世界上最大的锂离子电池 －南澳州 2016年，暴风雨破坏了南澳州关键基础设施引起断电，影响170万当地居民， 但镍无意间竟成为成为成功应对气候变化和能源政策的秘密武器。 导致部分居民断电最长两周的危

虽然该系统所采用锂离子电池的具

机发生后，特斯拉公司首席执行官 体化学成分没有公开，但马斯克曾 埃隆·马斯克承诺在10 0天内在南 澳州建 造世界上最大的锂离子电 池，由此诞生了霍恩斯代尔储能系 统项目。 特斯拉公司与州政府和法国Neoen

说特斯拉公司将在电网储能电池中 采用含有镍、锰和氧化钴阴极的锂 离子化学成分。 传统NMC电池的配置采用三等分 的镍、锰和钴。但电池制造商开始 调整镍、钴和锰的相对比例，而最

可再生能源公司（拥有附近的霍恩 斯代尔风力发电厂）共同建造了这 个129兆瓦时的电池。这个电池旨在

新报道显示镍的比例高达80％。随 着镍比例的上升，电池吸收锂的能 力也随之增强，伴随着容量的增大

使南澳州的可再生能源生产实现负

和制造成本的降低。镍、钴、石墨

载平衡，并在预计电力短缺时提供

和锂是电池总成本的最大推动因素，

紧急备用电源。这个电池储存的基

而特斯拉公司已努力使总成本降低

本上是已经产生的风能和太阳能。

了35％。

这个应用中镍的规模和使用量不 应低估。这个电池占地面积约1公 顷，能向约5万个家庭供应额外的 峰值电力。

镍杂志第33卷第1期，2018年 | 7

镍 充电电池 锂离子电池

对于驱动电动汽车、医疗器械和无绳 电动工具以及储存可再生能源的锂离 子电池而言，镍在其化学成分中发挥 着重要作用。

因为对气候变化的担忧，驱动装置中针对提高能源使用效率的目标和 政府限定二氧化碳排放目标的举措都有助于增加对涉及电池以及蓄能 的可再生能源科技的关注。虽然镍并没有被标注出来，但它应用于多 种电池技术帮助减少温室气体的排放――从而使清洁能源解决方案成 为解决全球变暖问题的核心部分。 目前的电池方案 阴极成分：

锂化合物与其他材料结合形成锂离子电池。 锂离子电池的两种常用化学成分都含有镍。 含铝量

NCA* 含镍量

含锰量

33%

含镍量

80%

33%

含钴量

*NCA: 镍钴铝合金 **NMC: 镍锰钴合金

5% NMC**

15%

优点

含钴量

33%

含镍锂离子电池的份 额不断增长

占用空间更少

使用寿命更长

储存能量更多

质量更轻

含镍电池有多种化学成分，而且达到了市场上最高的能量密度 瓦时／

增加NCM电池的含镍量可以提高 能量密度

千克 300

不含镍

250

锂离子电池行业将继续增长，以应对电 池供电产品的强劲需求。尤其是电动 汽车和可再生能源储存等应用对高能 量密度含镍电池的需求将不断增长。 目前，39％的锂离子电池都含镍。预计 到2025年这个比例将上升到58％左右。

2016 年

2025 年

含镍

200 150 100 50 0

铅酸

NiFe NiCd LTO NMH LFP 镍铁合金 镍铬合金 二氧化钛锂 镍金属氢 磷酸铁锂 化物

LMO 锰酸镍锂

NCM LCO NCA 锂镍钴锰 锂钴氧化物 锂镍钴铝

未来交通的动力之源

全世界各公司和各国政府都希望以更低的成本获得更大的容量和更多的能源以 减少温室气体排放。由此催生了对锂离子电池行业研发和新生产设施的大量投 资，而且与电动汽车的开发直接相 关。含镍阴极使电池更加轻盈、小 型而且实现了更高的能量密度， 从而提高了电动汽车的效率。未来 的电动汽车电池显然将采用更多 的镍 。

“我们的电池应当称作镍石墨，因为阴极成分主要是镍，而阳极侧采用石 墨和二氧化硅…其中会采用一点点锂，但就像沙拉中的盐分一样”――特 斯拉公司首席执行官Elon Musk 资料来源：Roskill公司·国际镍研究组织，电池中的镍，2015年·http://batteryuniversity.com/·国际镍协会成员公司

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含镍 39%

低镍NMC 中镍NMC 高镍NMC

（镍锰钴合金）

NCA (铝镍钴合金）

含镍

58%

LMO（氧化锰锂） LFP（磷酸铁锂） LTO（钛酸锂）

LCO（氧化钴锂)

是使社会更加可持续发展的方案的 一部分 电池中的镍以更低的成本获得了更高的能 量密度并储存了更多的能源。最重要的 是，它有助于增加续驶里程。新的电池开 发成果有助于提高电池单位储存能量的成 本竞争力，因此风能和太阳能等间歇性可 再生能源可以取代化石燃料生成能量。

含镍不锈钢灶 具在印度农村实现清洁烹饪技术

据世界卫生组织估计，传统沼气（木材、动物粪便、作物废料）和煤炭灶具 是发展中国家近30亿人烹饪和取暖的主要手段，每年有400多万人因吸入

印度每年死于这种烟气的人数超过

的燃烧 效率为37％。与传 统 泥制

120万。传统烹饪方法的热效率较为

灶 具 相比，被 测型号的颗 粒物 排

低下，而且会通过二氧化碳和甲烷

放量（PM2.5）减少72％、一氧化碳

等温室气体和碳黑等气溶胶的排放

排放量减少80％、燃料消耗量减少

加剧气候变化。

54 ％ 。

节省燃料的ICS减少排放

“炊”出清洁空气

为了抵消这类影响，总部设在新德

2009年至2015年间有20,869台ICS

里的非营利性研究组织能源研究所

投入使用，使烹饪时间缩短了43.6%，

TERISRC版权所有

这类灶具排放的烟气而死亡（2012年）。

保证清洁燃料和技术的普遍使用 是联合国的一项能源可持续发展 目标（SDG7）。如果这个目标得以 实现，就能避免数百万人的死亡， 而且使依赖污染性燃料和技术进 行烹饪、取暖和照明的数十亿人 改善健康状况和生活质量。

（TERI）设计了一种高能效的改良灶 而且估计每年能节省近24,000吨薪 具（ICS）――TERISPT0610。ICS可 柴。加州大学圣地亚哥分校、TERI 以采用多种传统生物质燃料。其燃

和Nexleaf Analytics公司进行的研

烧内筒由304型（UNS S30400）不锈

究表明，采用清洁的生物质灶具每

钢制成，外结构、底座、螺母和螺栓

年可以使每个家庭的排放量减少约

由202型（S20200）不锈钢制成。

5吨二氧化碳当量，而且能使空气污

位于德里的印度理工学院最近进行

染减少60-70％。

的实验室试验表明，含镍不锈钢灶 含镍不锈钢通过ICS这类创新有助 具的表现显著优于传统灶具，不仅 于改善发展中国家的空气质量和健 排放量较小，而且更节省燃料。ICS

康状况。 镍杂志第33卷第1期，2018年 | 9

地心旅行： 镍可能对于冰岛4.5千米先进地热深孔钻探项 目的成功实施至关重要 典型的常规地热井利用与200-325℃高温岩石接触的水或蒸汽产生能量， 井深一般在60到3,000米范围内。在这个方面，业界拥有数十年的经验，而 且技术相对成熟。全球这类项目普遍成功地采用不锈钢及其他含镍材料， 其主要作用是应对腐蚀性盐水和化学物质。 典 型 的 常 规 地 热 井 利 用 与 2 0 0 - 对 于很 多腐蚀性较 低 的井，一 般

HANSUELI KRAPF

325℃高温岩石接触的水或蒸汽产 采用304L型（UNSS30403）、316L 生能量，井深一般在60到3,000米范

型（S31603）和321型（S3210 0）等

围内。在这个方面，业界拥有数十年

标准含 镍 不锈 钢，但 对于富含 氯

的经验，而且技术相对成熟。全球

化物 或 硫化物的井，往 往 采用耐

这类项目普遍成功地采用不锈钢及 腐蚀性较高的合 金，包括2 2 0 5 型 其他含镍材料，其主要作用是应对 （S32205 ） 、2507型（S32750）等双 腐蚀性盐水和化学物质。

为开发任务找到合适的合金更加 重要，因为开发商看到了一个潜 力巨大的重要地热新领域：接近 地球岩浆边缘的先进深孔地热项 目，压力高达200倍大气压。

不同的当地条件需要不同的合金 从肯尼亚到新西兰，世界各地都开

相不锈钢或904L（N08904）或825 （N08825）等奥氏体合金。在腐蚀性 极高的环境中，可能需要采用合金

发了地热项目，全球总容量远大于 625（N06625）和C-276（N10276）等 13,000兆瓦（MW），到2021年有可 耐腐蚀性最高的镍合金。 能高达23,000兆瓦。一些国家高度 为开发任务找到合适的合金更加重 依赖这种资源，例如肯尼亚2016年

要，因为开发商看到了一个潜力巨

底容量约为650兆瓦，占全国发电量 大的重要地热新领域：接近地球岩

10 | 镍杂志第33卷第1期，2018年

的一半左右。

浆边缘的先进深孔地热项目，压力

地热项目是在千差万别的环境中开

高达200倍大气压。

发的，其中存在的金属离子、腐蚀

冰岛的潜在新地热开发方法：利用

性氯化物和气体差别巨大。因此，管

超临界流体

道和工艺设备中采用了多种不锈钢

第一个深孔钻探项目是在冰岛北部

和镍合金。

的克拉夫拉地热场实施的。这里有

ÁSGEIR EGGERTSSON

可能开发出巨量的地热资源，目标

其中一大问题是过热蒸汽含有腐蚀

是采用400-600℃温度的超临界流

性极高的酸性气体，给一般在常规

体。超临界是指在极端温度和压力

地热应用中采用的高耐腐蚀性镍合

冰岛北部的克拉夫拉地热场

下气相和液相无法明确区分的状态。 金带来了潜在挑战。试验表明C-276 和625等合金在较低温度下（180℃ 如果这种资源能够利用，那么在赋 存年轻火山且岩浆较为接近地表 万美元、采用不锈钢衬层对抗腐蚀 ）表现良好，但温度超过350℃时腐 的地质区域内将有巨大的地热资源 的项目于2017年1月到达4,659米的 蚀速度明显升高。可以清楚地看出 可供开发。 目标深度，而且遇到了超临界条件

温度甚至高于400℃、高腐蚀性的深

（452℃――有史以来测得的地热井

孔钻探环境给各种合金带来了新的

最高温度）。后面的步骤包括进行

挑战。

进一步的试验和研究，尤其是流动

如果这种资源能够利用，那么在赋

试验和流体处理实验。直到2018年

存年轻火山且岩浆较为接近地表

底才能最终确定技术和发电经济

的地质区域内将有巨大的地热资源

指标。

可供开发。为了经济地开发这种资源，

在这些极端条件下腐蚀成为大问题

需要确定这项挑战性任务所需的合

BATINTHERAIN

经过176天钻探之后，这个投资1500

在钻探过程中遇到了几个工程难题。 适含镍合金。 镍杂志第33卷第1期，2018年 | 11

壳牌公司探索项目 含镍不锈钢是怎样改善空气质量的

国际能源署（IEA）在其减少二氧化碳排放的蓝图战略中指出碳捕捉和储 存（CCS）是一项重要的气候变化缓解技术。需要通过CCS技术顺利过渡 到低碳经济并实现巴黎大会上提出的“2℃以内”的国际气候变化目标。 如果工艺料流中的液态二氧化碳有 重整为轻油产品。捕捉的二氧化碳 CNW集团／壳牌加拿大有限公司

可能引起腐蚀，那么304L型含镍不 从该工厂通过地下管线运输65公里 锈钢（UNSS30403）可以促成CCS的

到一处永久地下储存场所的几个井

成功运营。溶于水的二氧化碳会形

眼。该工厂的名义设计使用寿命为

成碳酸――在特定工艺条件下会侵

25年。

蚀碳钢的一种弱酸。但304L型不锈 钢一般能耐受这类条件。

二氧化碳捕捉设施包含各台制氢 装置中的胺吸收装置、一台共用 的胺再生装置、一台二氧化碳压 缩 装 置 和 一台三乙 二 醇脱 水 装 置。

提前达成目标 由于商业运营是差不多三年前开始

将二氧化碳阻挡在大气以外

的，因此迄今为止已提前达成了捕

304L型不锈钢在壳牌公司的碳捕捉

捉200多万吨二氧化碳的重大节点。

和储存探索项目中发挥着关键作用。 该项目于2015年启动，旨在每年从阿 尔伯塔省萨斯喀彻温堡的扩建后斯 科特福德提质加工厂最多捕捉和 储存100万吨二氧化碳。该工厂是代

Quest是这项技术在油砂提质加工 厂的首次应用。从全球的角度来看， 相当于每年约25万辆机动车的排放 量。

表阿萨巴斯卡油砂项目（AOSP）合 壳牌加拿大公司强调，项目成功的 营方（目前的合作伙伴包括壳牌公 一个关键要素是将新项目与现有工 司、雪佛龙公司和加拿大自然资源

艺装置结合，从而推动了装置的“微

公司）建造的，而且得到了加拿大 调”和优化，而且在第一年设备可靠 和阿尔伯塔省政府的支持。建设资 率达到了99％（意外停机时间不到 金来自该省的大规模工业园区减排

1 ％）。

承诺――这些园区对阿尔伯塔省排

根据壳牌加拿大公司的运营和工程

放量的贡献率高达70％。

经验，在这个工艺的捕捉和压缩部

二氧化碳从斯科特福德蒸汽甲烷重 分以及井眼喷射管道中采用了奥氏 整装置中捕捉，生成氢气后将沥青 12 | 镍杂志第33卷第1期，2018年

体不锈钢。

制氢装置

1

表层套管

水泥

中间套管 管道

H2

CO2 H2

2

3 盐密封

CO2

页岩密封

胺装置

5

捕捉设施与三台制氢装置（HMU） 中的各工艺气流相互连接，从而将

压缩机 二氧化碳管路

封隔组件

目标地层 穿孔可以让二氧 化碳透入地层

4 CNW集团／壳牌加拿大有限公司

井口

工作原理

主注射套管

AOSP沥青转化为原油。使甲烷、二 氧化碳、一氧化碳和氢气与胺溶液 接触以清除二氧化碳。 在以略高于大气压的压力生成95％ 二氧化碳的再生工艺中，二氧化碳 与胺分离。之后将二氧化碳气流压 缩到超临界状态，通过多级压缩机 进行脱水，然后通过管线运输到场 外进行处置。 二氧化碳以约40℃的温度和10兆帕 的压力进入管线。这有时也称作浓 相状态，然后以液态在略低的温度 下注入井眼。 CCS向前迈出一大步 阿尔伯塔工厂的成功设计、建设和 运营是这项技术向前迈出的一大步。 全球CCS协会的数据表明，“全球目 前有21座正在运营或建设的大型 CCS设施；这些设施每年可以避免 3700万吨二氧化碳排入大气，相当 于路上行驶的乘用车少了800万辆。”

镍杂志第33卷第1期，2018年 | 13

中国重视应对气候变化的征兆 在2017年1月在瑞士达沃斯举行的世界经济论坛上，中国国家主席习近 平表示拥护《巴黎气候协定》，要求各国加强合作共同解决当前的全球 性问题。中国将在其中发挥关键作用，因为中国目前是全世界最大的可

结构案例研究

持续基础设施投资国。

可以从国际镍协会下载三个新的结 构含镍不锈钢案例研究，为设计师 和工程师提供参考。这些案例研究 是由钢结构协会的Nancy Baddoo编 2016年，中国的可再生能源投资 少温室气体排放的同时满足未来

写的。钢结构协会是钢结构行业的一

达到8 8 0亿美元，排名世界第一。 能源需求，中国计划在2020年前

家领先、独立的技术专业知识提供

全球顶尖的太阳能电池板制造商

建造60座核反应堆。2011年日本

机构和优良规范推广机构。

和全球十大风力发电机制造商各

福岛核反应堆事故导致建设暂停，

有五家在中国，正在以惊人的速度 但后来又重新启动，目前有2 0座 进行能力建设，平均每小时安装 核反应堆在建。核电站的主回路 一台新的风力发电机。中国还启动 了其他计划来减少二氧化碳排放， 其中很多都涉及含镍材料。 推动电动汽车（EV）普及－作为全 世界最大的汽车市场，中国为纯电 动汽车和插电式混合动力汽车的 购买者提供奖励以减少二氧化碳 排放并改善城市空气质量。中国 的目标是在2020年有500万辆电动

主要包含反应堆芯，几乎完全由含 镍不锈钢和镍合金制成。 环保型铁路建设－中国《中长期 铁路网规划》（2016-2030年）预计 到2025年，中国铁路总里程将达 到17.5万公里。地铁和地面轨道网 络也将不断扩大，从而需要更多 的轨道车辆，这些车辆一般由304

汽车上路。这些汽车一般采用含

型（UNSS30400）含镍不锈钢制

镍锂离子电池。中国政府在2018

成。

年2月采取了进一步的措施，规定

如果气候变化没有得到缓解，那么

电动汽车制造商应负责建立电池 一个世纪以后，大量位于低洼地区 回收渠道和维修中心。 的城市就将遭受灭顶之灾，因此 加大核能比例的计划－为了在减 14 | 镍杂志第33卷第1期，2018年

中国正在认真研究应对之策。

《镍杂志》

《镍》在线资料 WWW.NICKELINSTITUTE.ORG 免费订阅镍杂志，就能在新一期杂志出版时收到 印刷版或电子邮件通知。 www.nickelinstitute.org/NickelMagazine/Subscription 在线阅读几种语言的镍杂志。 www.nickelinstitute.org/NickelMagazine/ MagazineHome 从我们的在线档案中搜索往期镍杂志，最早一期 是2009年7月。 www.nickelinstitute.org/en/NickelMagazine/ MagazineHome/AllArchives 请在Twitter上关注我们@NickelInstitute 请在LinkedIn上加入我们――请访问国 际镍协会主页 请在国际镍协会YouTube频道观看镍相关视频 www.youtube.com/user/NickelInstitute

用于纸浆厂、造纸厂和生物质转换工厂的不锈钢和特种合金 国际镍协会出版了经完全修订的第二版《用于纸浆厂、造 纸厂和生物质转换工厂的不锈钢和特种合金》――供纸 浆、造纸和生物质行业工厂和项目工程师使用的一本通 Nickel Institute

communications@nickelinstitute.org www.nickelinstitute.org

俗的实用指南。

Published 2017

修订团队的领头人是高级编辑AndrewGarner博士，成员

Stainless steels and specialty alloys for pulp, paper and biomass conversion mills

O N L I N E

新出版物

KNOWLEDGE FOR A BRIGHTER FUTURE

Stainless steels

and specialty alloys for pulp, paper and biomass conversion mills A PRACTICAL GUIDE FOR MILL ENGINEERS

包括十位材料专家，他们采纳了TAPPI腐蚀和材料工程委

#1 阿吉拉斯步行桥

员会专门小组的建议。除纸浆厂和造纸厂的技术变更外，

#2 金钟道隧道翻新

的检验方法以及关于耐腐蚀紧固件使用的综合指南。特

该手册还包含关于生物质转换工厂的新章节、基于风险 别值得关注的是关于新双相不锈钢应用和工作原理的详 NickelPub11025_Covers+Spine.indd 1

2017-12-01 9:21 AM

细资料。

#3 奥罗拉垃圾发电厂

该手册可以从国际镍协会网站免费下载。印刷版可以向communications@nickelinstitute. org索取。该手册是该领域工程师的必备书刊。

UNS详细资料

本期镍杂志中提到的合金及不锈钢的化学成分（以重量百分比表示）。

UNS

铝

碳

钴

铬

铜

铁

锰

钼

氮

铌

镍

磷

硫

硅

钛

钨

S20200 第9页

-

0.15 最大值

-

17.019.0

-

平衡

7.510.0

-

0.25 最大值

-

4.06.0

0.060 最大值

0.030 最大值

1.00 最大值

-

-

S30400 第2、9、12、14、16页

-

0.08 最大值

-

18.020.0

-

平衡

2.00 最大值

-

0.10 最大值

-

8.010.0

0.045 最大值

0.030 最大值

0.75 最大值

-

-

S30403 第10页

-

0.03 最大值

-

18.020.0

-

平衡

2.00 最大值

-

0.10 最大值

-

8.012.0

0.045 最大值

0.030 最大值

0.75 最大值

-

-

S31600 第5页

-

0.08 最大值

-

16.018.0

-

平衡

2.00 最大值.

2.003.00

0.10 最大值

-

10.014.0

0.045 最大值

0.030 最大值

0.75 最大值

-

-

S31603 第10页

-

0.03 最大值

-

16.018.0

-

平衡

2.00 最大值

2.003.00

0.10 最大值

-

10.014.0

0.045 最大值

0.030 最大值

0.75 最大值

-

-

S31635 第2页

-

0.08 最大值

-

16.018.0

-

平衡

2.00 最大值

2.003.00

-

-

10.014.0

0.045 最大值

0.030 最大值

0.75 最大值

5x(C+N) 最 小值 0.70 最 大值

-

S32100 第10页

-

0.08 最大值

-

17.0 19.0

-

平衡

2.00 最大值

-

-

-

9.012.0

0.045 最大值

0.030 最大值

0.75 最大值

5x(C+N) 最 小值 0.70 最 大值

-

S32205 第10页

-

0.030 最大值

-

22.023.0

-

平衡

2.00 最大值

3.003.50

0.140.20

-

4.506.50

0.030 最大值

0.020 最大值.

1.00 最大值

-

S32750 第10页

-

0.030 最大值

-

24.026.0

0.50 最大值

平衡

1.20 最大值

3.35.0

0.240.32

-

6.08.0

0.35 最大值

0.020 最大值

0.80 最大值

-

-

N08904 第10页

-

0.020 最大值

-

19.023.0

1.002.00

平衡

2.00 最大值

4.005.00

-

-

23.028.0

0.045 最大值

0.035 最大值

1.00 最大值

-

-

N08825 第10页

0.2 最大值

0.05 最大值

-

19.523.5

1.53.0

22.0 最小值

1.0 最大值

2.53.5

-

-

38.046.0

0.03 最 大值

0.03 最大值

0.5 最大值

0.61.2

-

N06625 第10页

0.40 最大值

0.10 最大值

-

20.023.0

-

5.0 最大值

0.50 最大值

8.010.0

-

3.154.15

58.0 最小值

0.015 最大值

0.015 最大值

0.50 最大值

0.40 最大值

-

-

0.01 最大值

2.5 最大值

14.516.5

-

4.07.0

1.0 最大值

15.017.0

-

-

平衡

0.025 最大值

0.010 最大值

0.08 最大值

-

3.04.5

N10276第10页

镍杂志第33卷第1期，2018年 | 15

不锈钢 造就杰出的豪华住宅开发项目 西28大街520号公寓项目凭借引人注目的玻璃和含镍不锈钢立面改变了纽 约西切尔西街区的建筑景观。 这座11层的豪华住宅楼是已故的伊

Cohen & Sons制作公司设计、切割、

拉克裔英国建筑师、普立兹克建筑

焊接和安装的，共投入35万个以上

奖获得者Zaha

工时进行 制作和将建筑师的构想

Hadid设计的。她

以抽象的环形建筑设计风格闻名 于世。

2018年 16 镍杂志第33卷第1期， | 镍杂志第33卷第1期， 2018年

变为现实。 不锈 钢的功能性和耐用性使长期

这座住宅楼毗邻高线公园，周围的

解决方案成为可能。其美观性使其

城市景观成为其设计灵感的主要

成为创造巨大视觉冲击的首选材料。

来源。这座L形住宅楼的独特之处

另外，采用不锈钢还是为了与历史

在于错层式设计和立面曲线。

上的切尔西工业区风格保持一致。

通过仿古工艺、轻度轨道抛光和人

这座住宅楼共有39个阁楼式公寓

工调色使304型（UNS30400）不锈

和附属设施，例如自动停车场、23

钢形成黑色表层。

米露天灯光游 泳池和纽约市唯一

面板是由总部设在费城的M .

的私人IMAX影院。

TIM FISHER PHTOTGRAPHY

9 0 0多块3 04型不锈钢制成的相 互交错的连续面板呈V形，美观 地包裹着建筑物的立面和住宅 阳台，形成一件充满动感的雕塑 式艺术品。