典型二氧化碳利用技术的低碳成效综合评估 被引量：9

1

作者 尚丽 刘双 +3 位作者 沈群 张凌云 孙楠楠 魏伟 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1199-1208,共10页

面向全新的碳中和愿景,二氧化碳利用作为一种重要的低碳技术,受到了学术界和工业界的广泛关注,开展技术的低碳成效评估对于技术研发及布局的顶层设计具有重要意义。然而已有研究主要基于技术特征开展定性的优先序判断,缺乏系统性的评估... 面向全新的碳中和愿景,二氧化碳利用作为一种重要的低碳技术,受到了学术界和工业界的广泛关注,开展技术的低碳成效评估对于技术研发及布局的顶层设计具有重要意义。然而已有研究主要基于技术特征开展定性的优先序判断,缺乏系统性的评估方法。本文首先对国内外二氧化碳利用技术发展现状开展梳理,围绕技术特性、碳中和效应、经济效应和社会效应四个方面,采用层次分析和目标趋近相结合的方法,构建了针对二氧化碳利用技术低碳成效综合评估的方法学;并对我国典型的二氧化碳利用技术低碳成效现状以及未来潜力开展应用评估,通过不同二氧化碳利用技术低碳成效的横向对比以及技术不同阶段低碳成效的纵向对比,研究发现:目前我国二氧化碳利用技术低碳成效整体水平偏低,不同二氧化碳利用技术低碳成效的差异主要来自技术特性和碳中和效应两大方面;我国现有的典型二氧化碳利用技术中,二氧化碳加氢合成甲醇技术和二氧化碳与甲烷重整制备合成气技术的低碳成效相对显著;通过对未来不同阶段二氧化碳利用技术低碳成效的对比分析,发现不同二氧化碳利用技术的低碳成效变化有较大差异,其中二氧化碳矿化养护混凝土和二氧化碳光电催化转化技术的低碳成效有明显提升。 展开更多

关键词 温室气体 二氧化碳 二氧化碳利用 低碳成效 层次分析法 综合评估

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工业排放气二氧化碳捕集与利用技术进展 被引量：40

2

作者 熊波 陈健 +2 位作者 李克兵 张崇海 金显杭 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第1期9-18,共10页

开发与应用碳捕集技术是改善大气环境、实现“双碳”目标的重要途径之一。总结了工业排放气中二氧化碳的主要来源,分析了物理溶剂吸收法、化学溶剂吸收法、变压吸附法和膜分离法等主流碳捕集技术的原理、路线、应用场景,估算了不同捕集... 开发与应用碳捕集技术是改善大气环境、实现“双碳”目标的重要途径之一。总结了工业排放气中二氧化碳的主要来源,分析了物理溶剂吸收法、化学溶剂吸收法、变压吸附法和膜分离法等主流碳捕集技术的原理、路线、应用场景,估算了不同捕集技术在特定气源下的碳捕集成本,介绍了捕集后二氧化碳的主要利用途径;其中列举了不同压力和二氧化碳浓度(10%~90%,体积分数)的多种工况下,碳捕集技术的选择及其优势;将多个碳捕集技术有效组合,可从不同气源获得符合要求的二氧化碳产品,投资与能耗是考量其可行性的重要因素;主流碳捕集技术与液化精馏法可构成“捕集+纯化”耦合工艺,是生产工业级、食品级以及电子级液体二氧化碳的常用工艺路线;最后对碳捕集技术与二氧化碳利用的发展前景进行了展望。本工作可为不同场景下碳捕集技术选型提供参考。 展开更多

关键词 工业排放气 碳捕集 液体二氧化碳 二氧化碳利用

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面向二氧化碳捕集的过程强化技术进展 被引量：26

3

作者 李函珂 党成雄 +4 位作者 杨光星 曹永海 王红娟 彭峰 余皓 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4919-4939,共21页

化石能源的大量燃烧在推进人类工业化进程的同时也使当今世界面临愈发严峻的气候变化和环境问题。为降低大气中日益增长的CO_2浓度并实现《巴黎协定》所设定的2℃目标,CO_2捕集技术得到了越来越广泛的关注和研究,其中部分技术已实现了... 化石能源的大量燃烧在推进人类工业化进程的同时也使当今世界面临愈发严峻的气候变化和环境问题。为降低大气中日益增长的CO_2浓度并实现《巴黎协定》所设定的2℃目标,CO_2捕集技术得到了越来越广泛的关注和研究,其中部分技术已实现了小规模工业化。在持续推进节能减排的背景下,通过CO_2捕集对现有工业过程进行强化是CO_2捕集技术发展的一个新兴方向,如此不但可提高原有过程的效率和产品品质,还可大幅减少其碳排放,是具有应用前景的技术路线。本文从CO_2捕集的主流技术出发,介绍了面向CO_2捕集的过程强化技术,重点介绍CO_2捕集强化的蒸汽重整制氢过程、水气变换过程和生物质气化过程,以及耦合CO_2捕集的CO_2加氢过程、CH_4干重整过程和化学链燃烧过程,最后还对捕集后CO_2的利用与转化技术进行了简介。 展开更多

关键词 二氧化碳捕集 二氧化碳利用 制氢 过程耦合 过程强化

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生物质二氧化碳气化过程模拟分析 被引量：2

4

作者 杨雪娇 邹雄 +3 位作者 王兵 陈凡 马大庆 董宏光 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期64-68,共5页

利用Aspen Plus软件对生物质二氧化碳气化流程进行了严格稳态模拟,模拟结果与实验数据吻合良好。在此模型基础上分别研究了CO2-O2,H2O-CO2和H2O-CO2-O23种组合气化剂的工艺特性,通过调节温度、氧气当量比、CO2/C(摩尔比)和H2O/C(摩尔比)... 利用Aspen Plus软件对生物质二氧化碳气化流程进行了严格稳态模拟,模拟结果与实验数据吻合良好。在此模型基础上分别研究了CO2-O2,H2O-CO2和H2O-CO2-O23种组合气化剂的工艺特性,通过调节温度、氧气当量比、CO2/C(摩尔比)和H2O/C(摩尔比)4个影响生物质气化的参数,分析气体产率和冷煤气效率变化规律,从而获得最优流程优化参数。研究结果表明:随着温度升高,气体产率和冷煤气效率升高,1 000℃以后趋于平稳;随着氧气的增加气体产率和冷煤气效率降低,较低的混合气当量比下产生的合成气较为理想;二氧化碳增加,一氧化碳的产率和冷煤气效率大幅提高,氢气的产率几乎不变;随着水蒸汽的比例增加,氢气产率增加,一氧化碳和甲烷减少,冷煤气效率先减少再增加,并在0.1到0.15之间有最小值。 展开更多

关键词 生物质 气化 二氧化碳利用 模拟 分析

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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 被引量：1

5

作者 刘安仓 陈川 +7 位作者 陈建忠 陈裕忠 朱晨亮 江永 鲁福身 王双喜 钟子宜 宋一兵 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期5145-5155,共11页

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... 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。 展开更多

关键词 二氧化碳资源化利用 海洋防污 催化 新能源技术

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等离子体能助力中国工业碳中和 被引量：1

6

作者 夏维东 施凯 +2 位作者 王城 王昊敏 陈仙辉 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2779-2795,共17页

中国重工业二氧化碳排放占比超过70%.等离子体能技术对重工业“碳中和”可以发挥重大作用.本文对等离子体能技术发展历史及现状进行综述.针对重工业的二氧化碳排放及可再生能源电力波动性问题,提出基于可再生能源电力产生等离子体能供... 中国重工业二氧化碳排放占比超过70%.等离子体能技术对重工业“碳中和”可以发挥重大作用.本文对等离子体能技术发展历史及现状进行综述.针对重工业的二氧化碳排放及可再生能源电力波动性问题,提出基于可再生能源电力产生等离子体能供热的传统工业低碳流程再造的技术路线:在高炉腰腹下端或炉旁、水泥窑分解炉下部或炉旁分别安装等离子体反应器;将高炉、水泥旋窑分解炉排出的煤气净化处理和CO_(2)分离;将分离出的CO_(2)与生物质或煤粉送入等离子体反应器,由等离子体加热生成高温煤气:高温煤气进入高炉作为铁矿石还原剂并提供炼铁所需能量;在分解炉内高温煤气热解碳酸盐,并对分解炉下行的生料预热;分离出CO_(2)的纯煤气用于燃料、化工合成原料,和/或高效燃气蒸气联合循环发电调峰;配备电解水制氢用于补充煤气化工合成氢源,制氢和等离子体能可作为深度可调电力负荷;快速启停等离子体气化煤制乙炔代替电石乙炔工艺.分析了流程的经济技术性,提出了低碳流程再造相关的等离子体能关键技术问题.基于等离子体能的传统工业低碳流程再造,结合电解水制氢,构建了钢铁冶金、水泥企业能源系统及至工业能源互联网,实现传统工业化石燃料替代、CO_(2)高效转化利用和可再生能源电力波动功率平衡,从而助力中国重工业碳中和. 展开更多

关键词 等离子体能 电弧热等离子体 碳中和 工业加热 二氧化碳利用 电力负荷调节 化学储能 工业能源 互联网 氢能

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碳中和目标下的煤化工变革与发展 被引量：34

7

作者 相宏伟 杨勇 李永旺 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1399-1408,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 煤化工 碳排放 绿氢 碳捕获与封存/碳捕获利用与封存技术 二氧化碳资源化利用

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“天然气+氢能”双清洁低碳能源体系构建和技术路径选择 被引量：12

8

作者 侯建国 姚辉超 +5 位作者 王秀林 张瑜 宋鹏飞 张雨晴 隋依言 穆祥宇 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS 北大核心 2022年第6期1-5,共5页

中国首次发布氢能产业中长期规划,明确了氢能在能源体系中的重要地位,而“双碳”目标指明了能源结构的转型方向,这一系列重大举措将会积极推动能源结构向清洁低碳发展。天然气具有清洁低碳优势,氢能具有清洁高效特质,未来发展潜力巨大... 中国首次发布氢能产业中长期规划,明确了氢能在能源体系中的重要地位,而“双碳”目标指明了能源结构的转型方向,这一系列重大举措将会积极推动能源结构向清洁低碳发展。天然气具有清洁低碳优势,氢能具有清洁高效特质,未来发展潜力巨大。探讨了如何利用现有天然气资源及其基础设施支持氢能产业的发展,提出构建“天然气+氢能”双清洁低碳能源体系的设想;分析了3类主要能源,电能、天然气和氢能之间相互转化依托的技术路径及其中的主要技术,指出应重点发展可再生能源电解水制氢和电解二氧化碳技术,耦合天然气制氢与碳捕获、利用与封存(CCUS)协同发展。本工作可为构建清洁、低碳、安全和高效的能源体系提供参考。 展开更多

关键词 天然气 氢能 双清洁低碳能源体系 可再生能源 二氧化碳利用

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“双碳”背景下炼化行业节能减排思路探讨 被引量：8

9

作者 陈建军 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期7-12,共6页

在“双碳”背景下,国内炼化行业面临严峻的节能减排形势。从以下4个方面综述了炼化行业节能减排思路:炼油产品结构调整和工艺技术创新提升石油资源的利用效率、耦合新能源的多能耦合技术实现“绿氢”替代和深度电气化、能量集成和过程... 在“双碳”背景下,国内炼化行业面临严峻的节能减排形势。从以下4个方面综述了炼化行业节能减排思路:炼油产品结构调整和工艺技术创新提升石油资源的利用效率、耦合新能源的多能耦合技术实现“绿氢”替代和深度电气化、能量集成和过程强化实现炼厂能量的“梯级利用”以避免高能低用造成的能源浪费、二氧化碳的转化利用减少炼厂二氧化碳排放。结合目前我国炼厂的实际情况和工艺技术的成熟性,对石化行业节能减排方案提出了思考与建议。 展开更多

关键词 炼油化工 节能减排 碳达峰 碳中和 二氧化碳利用

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基于CO_(2)稀释的旋流无焰燃烧理论判别方法

10

作者 冯乐乐 周思博 +2 位作者 董脉帆 刘杰 吴玉新 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1272-1282,共11页

基于温度判据和时间判据,本文建立了考虑旋流入口条件和CO_(2)稀释的无焰燃烧理论判别方法并进行验证,进而讨论了结构参数和操作参数对燃烧模式和火焰稳定性的影响。模型预测的旋流无焰燃烧临界氧浓度与文献中实验数据相比,最大相对误... 基于温度判据和时间判据,本文建立了考虑旋流入口条件和CO_(2)稀释的无焰燃烧理论判别方法并进行验证,进而讨论了结构参数和操作参数对燃烧模式和火焰稳定性的影响。模型预测的旋流无焰燃烧临界氧浓度与文献中实验数据相比,最大相对误差不超过8%。降低氧浓度、减小当量比或提高入口流量时,温度判据1变化不大,而时间判据更易满足,因此有利于实现无焰燃烧;低旋流数条件下,无焰燃烧稳定性较差。增大燃烧室高度时,温度判据1更易满足,而时间判据更难满足,温度判据1分界线下移更快,有利于形成无焰燃烧;减小燃烧室截面积时,温度判据1变化不大,而时间判据更易满足,有利于实现无焰燃烧;增大燃烧器出口面积时,温度判据1和时间判据均更难满足,且时间判据分界线下移更快,不利于形成无焰燃烧。 展开更多

关键词 无焰燃烧 二氧化碳利用 旋流入口 反应时间尺度 火焰稳定性

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CO_(2)基全生物降解塑料的性能突破及产业化 被引量：1

11

作者 黄盛 韩东梅 +2 位作者 王拴紧 肖敏 孟跃中 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1663-1666,共4页

采用全新一代的非金属催化剂,通过加入第三单体邻苯二甲酸酐及第四单体环氧环己烷进行共聚,创制了新型的无定形聚酯‒聚碳酸酯结构的二氧化碳共聚物。该共聚物具有机械性能好、玻璃化转变温度高、阻水阻氧、全生物降解、生产工艺简单、... 采用全新一代的非金属催化剂,通过加入第三单体邻苯二甲酸酐及第四单体环氧环己烷进行共聚,创制了新型的无定形聚酯‒聚碳酸酯结构的二氧化碳共聚物。该共聚物具有机械性能好、玻璃化转变温度高、阻水阻氧、全生物降解、生产工艺简单、生产过程无三废、投资极小、原料成本超低等突出优点,应用场景丰富。 展开更多

关键词 二氧化碳利用 全生物降解塑料 碳中和技术

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