溶剂法碳捕集节能工艺研究进展

用于集中式低浓度碳排放源的大规模CO_(2)捕集技术是实现“碳中和”的关键技术。溶剂吸收法作为现有技术中成熟度最高的低浓度碳捕集技术,依然存在着捕集成本和能耗偏高的问题。为解决现有碳捕集能耗过高的核心痛点,大量新型低能耗吸收剂被开发。但是新型节能工艺作为捕集能耗另一大影响因素,相关介绍则相对较少。调研现有大规模示范项目报道,聚焦于新型节能工艺在已有碳捕集示范项目中的应用情况和实际效果。将现有节能技术进行分类:吸收过程强化技术、热量回收技术、再生过程强化技术。针对不同节能类型,分析现有节能工艺的优势与劣势。在此基础上,对未来节能工艺的发展进行展望,为今后捕集设备节能工艺的选择提供综合性参考。

计算梅花扁环压降和泛点气速的新方法

随着装置大型化和节能减排要求的不断提高,有必要对QH-2型扁环填料用于气液传质过程的设计计算方法作进一步研究,为推广应用提供更为可靠的依据。文中在Φ600mm的实验塔内用水-空气体系,在很宽的喷淋密度范围内[0—200m3/(m2·h)],系统研究了QH-2型扁环填料的流体力学性能。在大量实验数据和对多种数学模型进行比较的基础上,提出了采用改进的Billet模型计算压降和基于流动参数计算液泛气速的新方法。

不同方法提取驱蚊香草精油中化学成分的比较

[目的]比较不同方法提取的驱蚊香草精油的化学成分。[方法]应用GC/MS分别对2种方法提取的精油进行分离和检测。[结果]在水蒸气蒸馏法提取的精油中检测到23个成分,在有机溶剂法提取的精油中检测到49个成分;精油的主要成分为香茅醇、马兜铃烯、乙酸香茅酯、香叶醇、芳樟醇、异薄荷酮、β-波旁烯和香榧烯醇等。[结论]水蒸气蒸馏法使驱蚊香草精油化学成分大量损失,但对沸点高、相对难挥发的主要化学成分有很好地富集作用;有机溶剂提取法能很好地保留驱蚊香草精油的化学成分。

化工分离过程强化的特点及发展方向

介绍了化工分离过程的重要性、复杂性、多样性及面临的机遇和挑战。分析了分离过程强化的新特点，对化工分离过程强化在过程工业可持续发展中的意义和作用进行了讨论。

CO_(2)制备高附加值材料的研究进展

介绍了CO_(2)制备纳米碳材料和无机材料等高附加值材料的主要进展,重点阐述了这些技术的实现途径、技术经济性和优缺点;通过与现有技术的综合对比,探讨其工业化应用的潜力。

膜吸收CO_(2)捕集技术的研究

综述了聚合物膜、陶瓷膜、非多孔膜和有机胺溶液、新型吸收剂对膜吸收CO_(2)捕集技术的影响,探讨了膜材料、吸收剂的优点和不足,展望了膜吸收法未来的发展方向。

氨能应用现状与前景展望

氨能具有对化石能源的替代潜力且与可再生能源关系密切,推广应用氨能对我国能源未来发展具有重要价值。本文从氨的储能属性、燃料属性以及产业基础条件的角度分析了发展氨能的战略意义,从氨内燃机、氨燃气轮机、燃氨锅炉、氨-氢燃料电池4个方面梳理了氨能应用现状,总结了合成氨产业现状、氨能产业发展趋势、氨能产业国内外发展规划等产业建设及研究进展。展望我国氨能产业发展,可分阶段稳步推进:加强新型绿氨合成技术攻关,完善法律法规和碳市场机制,实施绿氨示范项目;形成具有自主知识产权的氨能技术体系,构建低成本氨能供应链、高效率氨能利用链,开展规模化应用推广;按照“绿色制氨-经济运氨-零碳用氨”的绿色循环经济路线,重塑氨能产业结构,支持“双碳”战略目标。

CO_(2)-水-岩相互作用对CO_(2)地质封存体物性影响研究进展及展望

CO_(2)-水-岩相互作用是CO_(2)地质封存的核心问题,CO_(2)的注入打破了岩石-地层水化学平衡,引发的地层水化学性质改变、原生矿物溶蚀和次生矿物沉淀,会导致储层和盖层岩石孔隙度、润湿性、力学性质等物性变化并进而影响CO_(2)的注入能力、封存效率以及封存安全性与稳定性。从CO_(2)-水-岩相互作用机制出发,系统阐述了CO_(2)-水-岩相互作用对地层岩石孔隙度、渗透率、润湿性、力学性质的影响研究进展。研究表明,CO_(2)-水-岩相互作用导致岩石孔隙度和渗透率的变化与其初始孔渗特征和矿物组成密切相关,岩石孔渗特征的改变直接影响储层的注入能力与封存潜力和盖层的封闭能力。润湿性的变化与初始亲水亲油特征有关,CO_(2)-水-岩相互作用通常会减弱亲水岩石而增强亲油岩石的水润湿性,进而影响多相流体在岩石孔隙中的微观分布与渗流特征。由于胶结物溶蚀以及溶蚀孔的形成,CO_(2)-水-岩相互作用会引起岩石损伤,抗压强度、抗拉强度、弹性模量等力学参数减小,一定程度上影响封存安全性。碳中和背景下,微纳米尺度孔隙、深地微生物介导、非纯CO_(2)或工业尾气注入、封存全周期等情景下的CO_(2)-水-岩相互作用及岩石物性响应仍有待深入研究。

页岩渗透率测定方法及影响因素研究进展

页岩渗透率及其分布关系页岩油气开发、常规油气藏储量评估、地下储气库及CO_(2)地质封存盖层封闭性、核废料地质处置与气田采出水回注安全性等能源环境领域重点课题,其渗透率特征研究具有广泛的理论与工程实践意义。为此,系统阐述了页岩渗透率测定方法与影响因素研究进展,结果表明,页岩渗透率为微达西至纳达西,通常采用稳态法和脉冲衰减法测得,影响页岩渗透率的因素包括但不限于流体类型及饱和度、矿物组成、孔隙压力、有效应力、实验温度、各向异性以及流体-页岩化学溶蚀与沉淀作用,不同条件下的流体-页岩相互作用差异及孔隙有效渗流半径变化是渗透率改变的根本原因。

气田采出水回注协同二氧化碳地质封存分析

天然气上产与CO_(2)减排是我国实现“双碳”目标的重要战略举措,与之密切相关的气田采出水回注与CO_(2)地质封存已成为能源环境领域的热点话题.目前,地下水环境保护政策趋紧,气田采出水地下回注一定程度受限,CO_(2)地质封存规模化发展缓慢,二者均需探寻新的实施路径和效益路径.本文系统分析了气田采出水回注与CO_(2)地质封存在场地选址、建井与注入、运行监控与环境监测以及流-固相互作用与运移影响等方面的异同.结果表明:①储层可注性与盖层封闭性均为二者选址的核心,井筒完整性与材质同是保护地下水的关键,过程控制与风险监测均为保障工程长期安全的重要手段,流-固相互作用与地层响应及流体时空分布均是两类工程的关键科学问题.②CO_(2)强化卤水/咸水资源开采协同气田采出水回注、CO_(2)强化天然气开采协同气田采出水回注是实现二者协同的潜在效益路径.研究显示,气田采出水回注协同CO_(2)地质封存,在充分利用地层空间、注入井及监测等基础设施的同时,能提升采出水回注能力,促进CO_(2)矿化封存,是推进减污降碳协同、实现环境效益与气候效益及经济效益多赢的潜在重要途径.

N-氨乙基哌嗪与甘氨酸钠CO_(2)吸收剂配方研究

化学吸收法是捕集燃煤电厂烟气中CO_(2)应用最为广泛的技术之一,但其存在吸收容量较低及再生能耗较高等问题,因此开发新型高效CO_(2)吸收剂代替传统单乙醇胺(MEA)吸收剂是当前研究的重点之一。以质量分数为30%的MEA作为参考标准,研究不同配比的N-氨乙基哌嗪(AEP)+甘氨酸钠(SG)复配溶液对CO_(2)的吸收和解吸性能,通过添加不同助剂调节溶液pH值提高吸收剂再生性能,通过对比吸收剂的吸收量、吸收速率、解吸量、解吸速率、吸收-解吸循环性能以及再生能耗,优选出35%AEP+5%SG+1%柠檬酸为最优复配吸收剂。结果表明,配比为35%AEP+5%SG+1%柠檬酸吸收剂CO_(2)吸收量3.70mol/L,解吸量为3.55mol/L,解吸率达96.05%,单位再生能耗为136.75 kJ/mol,与质量分数30%MEA相比,吸收量提高1.18倍,解吸量增加2.17倍,解吸率提高30.93%,再生能耗下降33.90%。经过10次循环试验后,该复配溶液循环稳定性良好,再生性能较优,具有潜在的应用价值。

全球气候变暖：人类面临的世纪挑战

近年来，人类经历了由于全球气候变暖带来的种种灾难，进而对全球气候变暖问题达成了共识。由于温室气体排放过量而造成的全球气候变暖及其带来的各种环境问题已经成为全球关注的焦点。

神华CCS项目大气监测系统及监测分析

为缓解目前CO2浓度升高导致的温室效应等环境问题,神华集团于2011年开启了每年10万吨的CCS(CO2的捕集与封存)项目,为防止封存的CO2逃逸到大气中,对封存区地表大气CO2浓度和CO2通量主要采取涡度相关系统进行监测。介绍了涡度相关技术的基础理论,分析了该技术应用在CCS项目中的初期监测结果,并对目前导致封存区地表CO2通量异常的原因进行了预测和分析。结果表明:导致封存区CO2通量异常的主要原因是CO2封存区缓冲罐的自然排放,并根据初步分析对后续的监测提出了合理的建议。

基于WiFi远程遥控的智能逐光百叶窗的设计

在实际生活中,人们离不开窗帘,但现如今人们多采用的是手动百叶窗,不仅费力而且很不人性化。文中设计的智能百叶窗就可以解决这些困扰。以AT89C51单片机为核心控制,光敏、温度传感器采集数据并提供信号,步进电机执行控制。该设计利用单片机将半自动控制、自动控制和手动控制诸多控制方式结合起来,智能地控制百叶窗帘的打开和闭合。

神华咸水层CO_2封存监测安全评价体系的研究

神华CO_2咸水层封存项目是中国第一个全流程CCS项目,封存的安全性是评价该项目成功与否的重要标志。为了说明封存项目的安全性,该项目采用了包括Vertical Seismic Profile(VSP)地震监测等各种监测手段。但是目前得到的各种监测数据散乱、没有条理性,缺乏系统科学的归纳与解释。本文基于神华CO_2咸水层封存项目采用的监测手段,开发了CO_2地质封存过程中的多指标安全评价等级体系。采用该体系对某时间典型监测数据进行评估的结果表明,该封存项目属于非常安全的状态,没有CO_2泄漏风险。

考虑框架协议的动态报童模型强化学习建模研究

企业为了稳定货源和供货关系,常与供应商签订一定时期的框架性协议。为了解决零售商在框架协议下采购报童产品的问题,本文运用强化学习建立库存决策模型并使用Q学习算法求取较优订货策略。通过生成样本随机数来模拟需求量,对比研究Q学习算法订货和传统方法订货的差别。通过多次数值实验,发现使用强化学习方法订货相比于传统订货方法(定量订货法、移动平均预测、指数平滑法)平均利润提高约7%~22%,且多次实验下强化学习方法订货相比于理想状态的平均利润相差约8%。这些发现验证了强化学习解决库存问题的有效性和可行性。本文还研究了相关参数变化对总利润的影响,发现利润随着贪婪率(ε)增加而降低、随着学习率(α)的增加而增加。该结论能够为解决相关库存问题提供新的思路。

现代煤化工较高浓度CO_2用于强化采油过程的初步研究

鄂尔多斯盆地某现代煤化工企业排放的较高浓度CO2约为1 309万t/a,而该盆地内所有油田可封存的CO2总量约为37 700万t,可增加原油产量约13 700万t。对油田与CO2气源之间驱油供应链的研究表明,较高浓度CO2提纯过程采用低温闪蒸工艺优于膜分离等其他工艺。对300 km输送距离的CO2驱油供应链进行了工程案例设计,表明150万t/a驱油供应链示范装置的综合成本约为31.1美元/t,有效碳减排系数为77.54%。

燃煤电厂CO2捕集溶剂中硫酸盐的富集规律及脱除性能研究

硫酸盐在CO2捕集溶剂中的富集造成了吸收剂有效成分的下降及设备的腐蚀。本文在实测电厂实际CO2捕集过程硫酸盐富集规律的基础上,采用电渗析法探讨了吸收剂中硫酸盐的脱除效果,考察了不同电流密度下脱盐率、胺的回收率、电流效率和能耗随时间的变化。结果表明:电渗析法硫酸盐的脱除率达到90%以上,满足了CO2捕集过程对硫酸盐浓度的控制要求。当电流密度为15 mA/cm2时,胺的回收率达到最大值为97.6%,脱除硫酸盐的能耗为20.9 kW·h/t,综合成本约为220元/t。相比于2300元/t的溶剂购置成本,采用电渗析法脱除硫酸盐实现吸收剂的有效再生,具有更明显的成本优势。

光电催化二氧化碳能源化利用研究进展

CO2能源化利用面临的主要问题是能耗问题和氢源问题。光电催化实现CO2的能源化利用的核心为利用光催化剂的催化活性,光激发条件下产生光电子,减少外界能量输入,同时利用电催化活性提高CO2还原产物的选择性和可控性。文章主要从光电催化的优势、反应机理、研究现状、催化剂、最新研究成果等方面综述了光电催化CO2能源化利用的研究进展。具体阐述了光电催化体系的组成、CO2的电子还原过程及目前存在的问题,重点探讨了光电体系的电极材料组成、电解液组分以及常见的光电催化剂类型对整个光电催化体系催化性能的影响。此外,指出了当前光电催化CO2能源化利用方面存在的不足:转化效率低、产物选择性差等。并对光电催化实现CO2能源化利用的研究重点,即高效光电催化剂的开发、催化过程动力学反应机理进行了展望。

定向导水纸尿裤面层材料的制备及其性能

以聚乳酸(polylactic acid, PLA)非织造布为基布,采用多巴胺亲水改性和静电喷雾技术制备定向导水纸尿裤面层材料。结合扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对纸尿裤面层材料的结构和形貌进行表征,并测试材料的水接触角、芯吸高度、耐水压和液态水分管理能力,以研究多巴胺亲水改性和静电喷雾时间对材料定向导水性能的影响。试验结果表明,多巴胺亲水改性30 min后,单面疏水剂电喷60 min,该工艺所制备的纸尿裤面层材料从电喷面至未电喷面(正向)的液态水单向传递指数可达1 409.04%,反向耐水压为232 Pa,具有优异的定向导水能力。