透水NaA分子筛膜强化的CO_(2)加氢高效制甲醇

近年来,利用可再生能源产生的绿氢与CO_(2)反应制备甲醇备受关注。然而,由于CO_(2)催化加氢反应受热力学平衡限制,CO_(2)的转化率与甲醇选择性较低;另外,副产物水易导致催化剂失活。本研究采用母液晶种法在α-Al_(2)O_(3)膜管外制备了无缺陷的单通道NaA分子筛外膜,通过在膜管外填充Cu基催化剂,构建了一种分子筛膜-催化剂反应分离双功能反应体系,以同时实现CO_(2)加氢生成甲醇和在线选择性除水。通过XRD、SEM、N_(2)等温吸附-脱附、H_(2)-TPR表征技术对NaA分子筛膜和催化剂进行理化性质表征,并在膜反应器上对催化剂的CO_(2)催化加氢性能进行评价。结果表明,与传统固定床反应器对比,本反应体系可有效拉动反应平衡,大幅提高CO_(2)转化率。在250℃、3MPa条件下,CO_(2)转化率由3.34%提高至28.78%,甲醇收率由3.28%提高至27.62%。

利用粉煤灰与可循环碳酸盐直接捕集固定电厂烟气中二氧化碳的液相矿化法

提出了采用可循环碳酸盐混合物促进粉煤灰在液相中捕集封存燃煤烟气中CO2的工艺,考察了3种中国粉煤灰的矿化性质,并对神府煤粉煤灰做了重点研究,考察不同添加剂、Na2CO3浓度、不同气氛、固液比、搅拌速度、温度等参数对神府煤粉煤灰矿化反应的影响。提出了以碳酸盐混合物为添加剂的新思路,并实验验证了添加剂循环使用的途径和方法。试验选取Ca转化率（ζCa）和产物中的CaCO3含量两个指标对矿化效果进行评价。采用XRD和SEM对粉煤灰进行物相分析和形貌分析,采用TGA测定反应后固体产物中二氧化碳的吸收量,采用总碳和无机碳分析仪对试验所得液体产物进行碳含量分析。结果表明固液比、搅拌速度对ζCa的影响非常小,而提高反应温度能显著提高ζCa。当以Na2CO3为添加剂时,矿化效果最好,Na2CO3的最佳浓度为0.5mol/L,Na2CO3在矿化过程中可以再生从而实现循环利用。

干热岩地热开发实践及技术可行性研究

干热岩地热资源潜力大且具有较好的安全环保性,是未来重要的清洁可再生能源。干热岩多为花岗岩体,发育区通常具有较高的大地热流值和良好的盖层条件,地质上主要分布在大地板块碰撞带及其周边区域、断陷盆地、新生代花岗岩体发育区等。由于岩体致密、缺少流体,干热岩需要压裂激发形成增强型地热系统(EGS)才能进行开发。水热型地热发电的成功实践,为干热岩地热开发奠定了良好的基础,而美国、欧洲成功的工程实践,说明了干热岩地热发电的技术可行性。干热岩地热发电涉及到勘查靶区优选、钻探测录井、EGS工程、高效发电/供暖和尾水回灌等勘查开发技术。我国干热岩资源主要分布在青藏地区、东南沿海、沉积盆地等地,尚处于勘查阶段。干热岩勘查选址应采用大地电磁测深法,并辅以人工地震或重力勘探等其他地球物理方法。致密岩体常用水力压裂进行激发并需微地震监测造储效果。开展循环试验时进行THCM耦合模拟,发电方式应采用双工质循环发电。建议我国应尽快制定干热岩勘查开发相关标准及政策,加大技术攻关力度,建立干热岩地热高效利用示范工程。

SCR脱硝催化剂失活原因分析及再生研究

以运行后失活的蜂窝状SCR脱硝催化剂和新鲜催化剂为研究对象,测试了两者的脱硝效率;并且通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),氮气吸附脱附,傅里叶红外光谱(FTIR),X射线荧光光谱(XRF)等手段对2种催化剂的表面形貌、晶体结构、孔隙分布、物质组成进行了表征,分析了其失活原因。结果表明:碱金属中毒、活性成分流失和孔道堵塞是造成催化剂活性下降的主要因素。在此基础上对失活催化剂进行了再生活化处理,其脱硝效率恢复到新催化剂的约95%。

天然气水合物新型联动开发系统可行性研究

天然气水合物是天然气(主要成分甲烷)和水在极地、高原冻土带环境和深水地层内的高压、低温环境中形成的一种类似"冰笼"状的固体化合物,属于一种具有替代传统燃料的巨大资源潜力的新型、高效清洁能源。目前已形成了降压法、热激发法、CO2置换法等一系列天然气水合物开发技术,但出于技术性或经济性考虑,单独使用某一开发技术难以实现对天然气水合物的持续、稳定、经济开发。提出了天然气水合物新型联动开发系统,以降压法为基础,充分利用热电厂的高温流体和分布式热源进行热激发,同时将电厂捕集的CO2注入海底,采用"降压-热激发-CO2置换"联合法,提高海底天然气水合物的开采效率。新型联动开发系统主要实现热量循环系统、CO2-CH4碳循环系统和流体循环系统等三大循环系统。可行性分析结果表明,由于电厂余热提供的热能满足注热功率的最低要求,并且注入的CO2可进一步提高CH4产气率,因此新型联动开发系统在技术上可行;由于采用充分利用电厂余热的热流体激发法,因此新型联动开发系统在经济上可行;由于可促进电厂对CO2的捕集,并利用CO2取代CH4水合物的自发转化优势将CO2稳定封存于海底,相当于实现了电厂碳的"零排放",因此新型联动开发系统在环保方面也具有可行性。

低温洗涤法烟气脱硫脱碳工艺模拟研究

本文提出了一种通过低温戊烷液体洗涤烟气将CO2和SO2同时冷凝脱除的烟气处理工艺。该工艺采用2塔喷淋冷却方式冷却烟气,第1个喷淋塔采用冷冻水喷淋降温至接近冰点,第2个喷淋塔采用低温正戊烷液体喷淋降温至SO2和CO2的凝华温度,洗涤冷凝得到的SO2、CO2和H2O等组分不溶于正戊烷,故而从洗涤液分离出来。本文基于ASPEN PLUS软件建立600 MW燃煤机组低温冷凝法脱硫脱碳工艺模型,通过物料和能量平衡计算,对SO2和CO2脱除效率和系统能耗进行了分析。结果表明:将烟气降温至–116℃时,CO2捕集率达到90%,SO2脱除率接近100%;当捕集的CO2以气态形式存在时,系统能耗约为80.25 MW(188.6 kW·h/t),当捕集的CO2以液态形式存在时,系统能耗约为114.56 MW(269.2 kW·h/t),比传统醇胺吸收法脱碳能耗降低30%左右。

直接空气捕碳材料研究进展

全球气候变化是对人类可持续发展的最大威胁,控制CO排放是应对气候变化的主要举措。直接空气捕集(direct air capture,DAC)技术作为一种负排放技术,能够对交通、农林、建筑行业等分布源排放的CO进行捕集。DAC材料的性能及成本是决定DAC技术能否实现大规模应用的最主要因素。综述了DAC材料的技术发展现状,总结了化学吸收材料、化学吸附材料、物理吸附材料和双功能碳捕集材料的性能指标和优缺点,并对不同的DAC材料进行了技术经济性分析,指出开发低成本、高通量、高选择性、高稳定性的碳捕集材料是实现DAC技术规模化应用的关键。

织物剪切对盔壳复合材料弯曲性能的影响研究

飞行员头盔的佩戴和摘下都需要盔壳在弹性范围内发生一定的变形,通过工艺设计合理调整壳体刚度可提高头盔舒适性。本文研究了纬编双轴向织物的剪切变形对其增强的复合材料板材弯曲性能的影响。采用划区域方法研究了织物在头盔不同位置的变形情况,通过万能材料试验机和超景深显微镜对复合材料的力学性能及损伤形貌进行表征。结果表明,复合材料的弯曲刚度受剪切变形影响较大,随剪切角增大表现为先上升后下降再升高的趋势。复合材料的弯曲强度受剪切变形影响较小,当剪切角为20°~30°时,复合材料的弯曲强度降至最低。本文研究证实利用织物的剪切变形可有效调整复合材料的刚度,可为头盔壳体刚度的优化设计提供参考。