二氧化碳资源化利用研究进展

温室气体的大量排放导致的气温升高、冰川融化、极端天气等气候环境问题日益严重。“碳达峰、碳中和”背景下开展二氧化碳捕集与资源化利用研究是改善生态环境、优化能源结构、推动国内产业升级和构建绿色循环经济的有效途径。分别从物理利用、化学利用及生物利用的角度综述了当前二氧化碳资源化利用研究进展,解析了主要资源转化技术特点及优势与不足。重点阐述了二氧化碳加氢催化、高温化学链裂解、光催化等资源转化技术特点及影响机制,归纳了催化剂在不同体系中的作用机理,展望了具有应用前景的二氧化碳资源化利用途径。

碱木质素强化煤焦粉化学链气化实验研究

中国煤炼焦工业副产物煤焦粉产量大、活性低,难以被直接回收利用,常规热化学利用方式反应条件苛刻、催化剂易失活且存在动力学限制。本研究通过造纸副产物碱木质素作为可弃型催化剂,构建碱木质素强化化学链气化的方式来处理煤焦粉,实现工业副产物协同资源化利用。热转化实验和动力学分析研究表明,碱木质素可强化煤焦粉化学链气化过程,促进煤焦粉热解峰向低温方向移动。当煤焦粉与碱木质素质量比为1∶3时,反应活化能比单独煤焦粉反应降低87.56%。固定床实验证实气化温度提高、碱木质素以及载氧体赋存量增加,可以有效提高燃料碳转化率及合成气产物选择性,促进气化反应进行,但氧载体过量会导致合成气转化为终端产物,降低合成气选择性。在气化温度为950℃,煤焦粉与碱木质素质量比为1∶2,氧载体与煤焦粉/碱木质素混合体系质量比为1∶1的最佳反应条件下,基于NiFe2O4的碱木质素/煤焦粉化学链气化合成气选择性高达82.85%。该研究为碱木质素与煤焦粉的资源化利用提供科学依据。