二氧化碳与环氧丙烷共聚合成聚碳酸酯二元醇综合实验

围绕二氧化碳资源化利用设计了CO_(2)和环氧化物共聚合成聚碳酸酯二元醇综合实验,主要包括CO_(2)与环氧丙烷共聚反应和高分子产物表征分析两部分。首先,通过聚合温度、催化剂用量等核心反应参数的考察优化,并结合凝胶渗透色谱对共聚物分子量的分析,成功合成了分子量为5.2 kg·mol^(–1)且分布较窄的聚碳酸酯二元醇产物。随后,借助红外光谱和核磁共振氢谱对共聚产物进行了表征,表明目标产物聚碳酸酯二元醇上同时含有聚碳酸酯和聚醚链节,其链段上CO_(2)摩尔分数为28.6%,而环状副产物碳酸丙烯酯的质量含量仅为7.3%,实现了CO_(2)与环氧丙烷的选择性共聚。

二氧化碳资源化利用的工业技术途径探讨

本文从CO2来源、与CO2反应的原料、反应过程、以及反应产物性质等多方面对二氧化碳资源化利用的工业技术途径进行了探讨。研究分析表明,将工艺过程产生的CO2直接做成目前CO2固定量最高、工艺能耗较少、反应产物性质稳定的1,3,5-均三嗪三醇(C3H3N3O3)是最可行的二氧化碳资源化利用的工业技术途径。将化石燃料在一定工艺过程条件下生成1,3,5-均三嗪三醇,同时将过程中释放的能量和剩余氢作为能源利用是环境友好的能源技术路线。

云南省开展二氧化碳捕集、封存和利用(CCUS)探析

为切实降低云南省温室气体排放和实现二氧化碳的资源化利用,围绕云南二氧化碳捕集、封存、利用三方面进行了可行性系统研究,认为云南省二氧化碳排放源头主要集中在钢铁、电力、水泥和煤化工4大产业。要开展二氧化碳的捕集、封存和利用工作,可在这4大行业中首先进行碳捕集和二氧化碳资源化利用的项目试验示范工作,从封存可行性分析来看,云南省暂时不具备开展二氧化碳封存的地质条件,不宜开展碳封存工作。

CO_2资源化转化纳米碳材料对硫酸盐化铅盘电极的活化性能研究

负极板硫酸盐化是铅酸蓄电池早期容量下降、提前失效的主要原因之一.利用碳材料制备活化剂加入电池电解液中,可以有效减少或修复不可逆硫酸盐化现象.本文研究了一种新型高导电纳米碳材料—CO2高温熔盐电化学转化制备碳粉,对硫酸盐化铅盘电极的活化效果,结果表明,新型碳粉对于铅盘电极电量和电流效率的提升效果比乙炔黑和碳纳米管更显著,在一定浓度范围内对析氢无影响,碳粉的存在提高了电极活性物质间的导电性,并可在其表面吸附富集铅离子和提供还原位点,从而促进硫酸铅的溶解、抑制大颗粒硫酸盐晶体的产生,表明CO2高温熔盐资源化转化制备的碳粉作为一种新的铅蓄电池碳材料活化剂具有较好的发展潜力.

催化反应技术在滨海电厂的CO_(2)资源化利用和海洋防污领域的应用

二氧化碳(CO_(2))减排和海洋生物污损防治是滨海火电厂亟待解决的重大课题。近年来,CO_(2)固体吸附材料及新能源催化反应技术的快速发展,推动了碳捕集与利用技术(CCU)的实用化进程。在燃煤火电厂原有的基础上增加碳捕集与利用技术,将其改造成碳捕集与CO_(2)资源化电厂,有望从根本上实现CO_(2)减排的目标,是火电企业未来发展的方向。另外,洁净能源驱动的催化反应技术也已延伸至海洋生物污损防治领域,并取得了积极的成效。本文综述了固体CO_(2)吸附材料研发的新进展,重点介绍了金属有机框架(MOF)材料结构改性和功能化修饰对提高CO_(2)选择性吸附性能等方面的研究成果,并基于滨海火电厂的生产实况和能源资源优势,分析、总结了热催化、光/电催化反应技术在CO_(2)资源化利用及生物污损防治等方面的研究现状和存在的问题,提出并论证了利用光触媒涂层阻断或抑制海洋生物黏附与生长的污损防护策略及其在具体场景中应用的可行性。最后从环保和实用化的角度对滨海电厂在CO_(2)减排和生物污损防治技术方面的发展趋势进行了展望。

基于生物固碳技术的CO_(2)资源化利用研究进展

温室气体CO_(2)积累而导致的全球性气候变化引起了人们的广泛重视,目前全球已有超过120个国家和地区提出了碳中和目标。生物固碳技术因具有反应条件温和、产品多样性等优点,使其在CO_(2)资源化利用方面表现出优异的应用前景。分别对光合作用固碳原理和微生物电化学固碳原理进行了阐述,主要介绍了光合作用固碳资源化利用方式,如微藻固碳制甲烷、微藻固碳制生物燃料、微藻处理废水等,以及其他生物固碳及资源化利用方式,并对未来基于生物固碳技术的CO_(2)资源化利用技术的重点研究方向进行了展望。

碳中和目标下的煤化工变革与发展

碳中和目标的达成将对我国煤化工产业的发展产生深刻的影响。本文分析了煤炭消费与煤化工的CO_(2)排放情况及煤化工在国家经济中的作用,指出碳减排技术与煤化工工艺耦合是实现煤化工碳减排与可持续发展的关键,现实地选择优化产业结构与提高能量利用效率的措施可明显但有限地降低CO_(2)排放量,认为要实现煤化工亿吨级规模的碳减排必须采用绿电绿氢、碳捕获与封存/碳捕获利用与封存(CCS/CCUS和CO_(2))资源化利用技术。文中评述了近年来绿电绿氢、CCS/CCUS和CO_(2)资源化利用技术应用的主要进展,指出2030年碳达峰前这些碳减排技术将处于关键的示范考验期,能否成熟可靠将决定之后的煤化工发展走向,同时预测氢冶金与绿氨合成示范技术的推广应用将可能导致煤化工产业格局的重大变化。最后基于空气直接捕集CO_(2)技术与光电催化CO_(2)转化或模拟光合反应的研究进展,设想了未来可能呈现的零碳化工体系。

双碳愿景下CCUS提高油气采收率技术

二氧化碳(CO_(2))捕集与封存技术(CCS)是实现“双碳”目标的一项重大技术,如何运用CCS技术实现碳减排,成为全球关注的热点问题。因地质体具有良好的封闭性和巨大的封存潜力,CO_(2)地质封存成为碳封存的首选方式。单纯的地质封存项目成本高昂,不适宜开展大规模推广;油气藏注CO_(2)提高采收率技术在全球范围内已经较为成熟,其目的主要是提高油气采收率。将这两者相结合,大幅度提高油气采收率的同时,可实现CO_(2)长久安全封存,节约碳封存成本。在对CO_(2)地质封存与油气藏注CO_(2)提高采收率技术的作用机理与发展现状进行阐述的基础上,提出“双碳”愿景下中国油气工业应大力发展二氧化碳捕集、利用及封存(CCUS)提高油气采收率技术,实现CO_(2)绿色资源化利用,达到既实现CO_(2)的地质封存又提高油气采收率双赢的目的。指出目前的技术瓶颈及进一步发展的方向,特别是随着油气勘探开发领域向非常规、难采储量油气藏发展,中国大力发展CCUS提高油气采收率技术更具重要性和迫切性,并且具有广阔的应用前景,对于中国顺利实现“双碳”目标,保障国家能源安全及可持续高质量发展具有重要意义。

煤炭地下气化产业与技术发展的主要问题及对策

煤炭地下气化可实现煤炭资源清洁开采和利用,催生新的战略替代能源。国外自20世纪30年代开始了煤炭地下气化技术研究和现场试验,主要采用巷道式及浅层钻井式煤炭地下气化工艺。目前,浅层钻井式煤炭地下气化前端工艺基本成熟,但规模化开发技术尚未突破,受环保政策、资源条件、技术局限等因素限制,工业化进展缓慢,还需要在地质评价和选址、基础实验、气化炉建造、气化运行控制工艺、粗煤气综合利用、井下工程技术、规模化开发技术等方面取得进一步突破,并解决温室气体排放及项目经济性等问题。煤炭地下气化未来将由浅层向中深层发展,粗煤气处理技术将由单一发电向深加工、综合利用方向发展。大型石油企业具有发展煤炭地下气化的战略需求、资源基础和技术条件,应发挥上下游一体化综合优势,建立科研、试验、生产及工程技术服务一体化运营模式,加快推进煤炭地下气化商业化开发进程,引领产业发展。