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基于燃煤电厂CO_(2)捕集与资源化利用的新型电-热-化多联产系统
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作者 张佳豪 韩朝翰 +4 位作者 吴影 袁钰阳 段元强 马吉亮 陈晓平 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第4期181-192,共12页
燃煤电厂CO_(2)捕集与资源化利用对实现“双碳”目标意义重大。为降低燃煤电厂CO_(2)捕集与资源化利用过程的能耗与经济成本,提出一种基于燃煤电厂CO_(2)捕集与资源化利用的新型电-热-化多联产系统。以燃煤电厂富氧燃烧系统、可再生能... 燃煤电厂CO_(2)捕集与资源化利用对实现“双碳”目标意义重大。为降低燃煤电厂CO_(2)捕集与资源化利用过程的能耗与经济成本,提出一种基于燃煤电厂CO_(2)捕集与资源化利用的新型电-热-化多联产系统。以燃煤电厂富氧燃烧系统、可再生能源水电解制氢系统及CO_(2)加氢制甲醇系统为研究对象,采用模拟计算方法开展了新型电–热–化多联产系统的集成优化研究,并分析其热经济性能。在物料传递方面,燃煤电厂富氧燃烧捕集的CO_(2)和可再生能源水电解产生的H_(2)用作CO_(2)加氢制甲醇;水电解产生的副产物O_(2)用于燃煤电厂的富氧燃烧。在能量集成方面,燃煤电厂为CO_(2)加氢过程中提供电力和热量,CO_(2)加氢过程的余热被回收到燃煤电厂和供热系统,获取额外的发电和供热。热力学分析结果显示,近80%燃煤电厂富氧燃烧捕集的CO_(2)可用于生产甲醇,所提新型系统的物料匹配良好。基于毛发电量600 MW燃煤电厂的集成优化,所提方案的净发电量、供热和甲醇产量分别达到449.06 MW、217.17 MW和201.70 t/h,实现了电-热-化的多联产过程。经济性分析结果显示,由于供热系统带来了额外的经济收益,所提方案的发电成本降至63.26美元/MWh,低于常规燃煤电厂CO_(2)捕集耦合系统的发电成本;同时,由于所提方案中CO_(2)加氢制甲醇系统节省了CO_(2)原料成本和燃料动力成本,甲醇成本降至696.71美元/t,其中,可再生能源水电解制取的H_(2)价格对甲醇成本具有决定性影响,降低H_(2)价格对新型电-热-化多联产方案走向工程化应用至关重要。 展开更多
关键词 燃煤电厂 co_(2)及资源化利用 富氧燃烧co_(2) 可再生能源水电解 绿色制甲醇 热经济性分析
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“面向‘双碳’目标的碳捕集、利用与封存技术”专题特约主编寄语
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作者 张立麒 方梦祥 +2 位作者 赵传文 杜振 王乐乐 《热力发电》 北大核心 2025年第6期I0001-I0004,共4页
二氧化碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是推动化石能源脱碳的有效手段,更是实现低碳电力的必要选择,被认为是我国实现碳中和目标的战略性支撑技术。国家发展改革委、国家能源局已将CCUS技术纳入... 二氧化碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是推动化石能源脱碳的有效手段,更是实现低碳电力的必要选择,被认为是我国实现碳中和目标的战略性支撑技术。国家发展改革委、国家能源局已将CCUS技术纳入《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》中,旨在推动存量煤电机组的低碳改造及新建煤电机组的低碳化建设。 展开更多
关键词 CCUS 双碳目标 利用封存技术
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K_(2)CO_(3)/聚乙烯亚胺功能化多孔型TiO_(2)及CO_(2)捕集性能研究
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作者 雷嗣远 王思源 +6 位作者 何川 张伟 王乐乐 汪华 刘鹏 陈宝康 周长松 《热力发电》 北大核心 2025年第6期90-96,共7页
利用不同质量的K_(2)CO_(3)和PEI将TiO_(2)表面功能化并深入研究CO_(2)的吸附性能和机理;通过超声浸渍法,以K_(2)CO_(3)和聚乙烯亚胺(PEI)为功能化材料,以商用选择性催化还原(SCR)催化剂白胚(多孔型TiO_(2))为载体成功制备CO_(2)低温吸... 利用不同质量的K_(2)CO_(3)和PEI将TiO_(2)表面功能化并深入研究CO_(2)的吸附性能和机理;通过超声浸渍法,以K_(2)CO_(3)和聚乙烯亚胺(PEI)为功能化材料,以商用选择性催化还原(SCR)催化剂白胚(多孔型TiO_(2))为载体成功制备CO_(2)低温吸附剂;利用XRD、DTG、FTIR和XPS表征测试改性吸附剂的理化特性。结果表明:K_(2)CO_(3)和PEI可活化多孔型TiO_(2)孔隙结构,并提高表面碱性活性中心的密度,不仅有助于提升PEI和K_(2)CO_(3)的容纳能力,还有利于吸附活性位点的暴露以及CO_(2)的扩散与吸附;PEI负载可引入大量活性官能团和碱性胺位点,对CO_(2)的吸附容量可达2.11 mmol/g。通过测量50%PEI@TiO_(2)吸附剂对CO_(2)的吸附量以及Langmuir、Freundlich吸附等温线模型的拟合发现,CO_(2)以物理吸附为主,吸附时范德华力起主要作用;CO_(2)最佳吸、脱附温度分别为50℃和110℃。循环实验表明,与PEI相比,K_(2)CO_(3)负载TiO_(2)更稳定,30次循环后CO_(2)吸附容量下降不超过10%,表明以商用SCR催化剂白胚为载体的功能化材料有望应用于烟气CO_(2)低温捕集。 展开更多
关键词 低温吸附 功能化 TiO_(2)载体 循环利用
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CO_(2)捕集、利用和封存在能源行业的应用:全球案例分析和启示 被引量:8
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作者 薛振乾 谢祥 +3 位作者 马浩铭 孙喆 张凯 陈掌星 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期14-21,共8页
为了实现中国21世纪中叶达到碳中和,大规模应用CO_(2)捕获、利用和封存(CCUS)技术可以减少能源行业的温室气体排放。通过对国内外CCUS技术、项目的调研,得出了关于未来CCUS部署的3个见解,这些见解有助于能源行业实现转型。首先,碳源浓... 为了实现中国21世纪中叶达到碳中和,大规模应用CO_(2)捕获、利用和封存(CCUS)技术可以减少能源行业的温室气体排放。通过对国内外CCUS技术、项目的调研,得出了关于未来CCUS部署的3个见解,这些见解有助于能源行业实现转型。首先,碳源浓度较低导致碳捕集效率低,从而导致碳捕集的经济成本较高的问题是目前CCUS项目无法商业化的主要因素,在发展当前的碳捕集技术,提高捕集效率和降低捕集成本的同时也应大力研究空气捕集技术,尤其是在工艺设计和新型吸附材料研发方面,争取实现弯道超车;其次,CO_(2)在油气藏和咸水层的封存与利用应当作为CCUS技术研究的重点,逐步实现大规模推广,并在技术升级和体系完善的基础上推广CO_(2)增强地热、煤层气等其他耦合技术;最后,应当在当前国际上较成熟的碳政策的基础上研究适合中国的激励政策,建立有效的法律法规。论文总结了当前CCUS的关键挑战,并为未来的CCUS研究方向提供了指导方向。 展开更多
关键词 CCUS 碳中和 co_(2)利用 co_(2)地质封存 co_(2)提高油气采收率
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碳捕集、利用与封存碳市场实施现状与制度路径
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作者 白洋 赵艺芳 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期9-16,共8页
在“双碳”背景下,碳捕集、利用与封存(CCUS)作为绿色负排放技术,对于实现我国碳中和目标具有重要推动价值。通过厘清CCUS与碳市场之间的逻辑关系,以及对CCUS碳市场实施的国内外现状进行检视,提出了CCUS碳市场价值实现的制度路径。研究... 在“双碳”背景下,碳捕集、利用与封存(CCUS)作为绿色负排放技术,对于实现我国碳中和目标具有重要推动价值。通过厘清CCUS与碳市场之间的逻辑关系,以及对CCUS碳市场实施的国内外现状进行检视,提出了CCUS碳市场价值实现的制度路径。研究认为,碳市场是支持CCUS发展的有效政策手段,可通过履约市场或自愿市场对CCUS进行支持。目前CCUS的碳市场实施面临核算标准不明、法律法规缺失、政策支持不足等多方面阻碍。国际上已有较为成熟的制度经验,如欧盟通过发放免费碳配额、美国通过低碳燃料标准支持CCUS发展等。在此基础上,提出我国CCUS碳市场实施的制度路径,即加强顶层设计、完善市场监管、健全司法保障、鼓励企业主动参与和开展国际合作等举措,以此推动我国CCUS在碳市场中的价值转化工作。 展开更多
关键词 、利用封存 碳市场 欧盟碳排放权交易体系 美国低碳燃料标准制度 碳市场监管
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全球二氧化碳捕集、利用与封存产业集群技术进展及应用展望 被引量:4
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作者 王国锋 吕伟峰 +4 位作者 崔凯 姬泽敏 王恒 何畅 何春雨 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第2期478-487,共10页
系统梳理全球CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)产业集群的发展现状,通过对比分析国内外CCUS产业模式和成功经验,探讨中国CCUS产业规模化发展的挑战和对策。全球CCUS产业已明显呈现出规模化和集群化发展趋势,北美地区在大规模CO_(2)捕集、... 系统梳理全球CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)产业集群的发展现状,通过对比分析国内外CCUS产业模式和成功经验,探讨中国CCUS产业规模化发展的挑战和对策。全球CCUS产业已明显呈现出规模化和集群化发展趋势,北美地区在大规模CO_(2)捕集、长距离管道输送、管网优化和大规模驱油等方面已形成关键技术体系,集群建设较为成熟,且产业模式逐渐由CO_(2)-EOR向地质封存转变。中国CCUS产业各环节发展迅速,目前处于集群化发展初期,面临商业模式缺失、政策保障不足、关键技术相对落后等挑战。未来需完善政策支持体系,提升全产业链相关企业合作积极性;加强顶层设计和中长期规划,推动全流程集群示范项目建设;攻关全产业链技术体系,加强低成本捕集技术、管网优化技术、驱油和埋存技术研究;加强人才培养,强化学科建设和校企科研合作等。 展开更多
关键词 co_(2)、利用和封存 产业 商业模式 政策保障 全产业链技术 运行成本
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低腐蚀、高效相变吸收体系CO_(2)捕集性能及机理研究 被引量:1
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作者 秦森 戴姗姗 +2 位作者 范伟 李梅 杨嘉龙 《现代化工》 CAS 北大核心 2025年第1期163-169,177,共8页
液-液相变吸收剂作为碳捕集领域最具节能潜力的新兴吸收剂仍存在CO_(2)容量有限、腐蚀性强等缺点。以富含氨基的聚酰胺-胺树状大分子(PAMAM)为阳离子、具有含N杂环的2-甲基咪唑(2-MI)为阴离子合成离子液体(ILs),并与水和二乙二醇丁醚(DG... 液-液相变吸收剂作为碳捕集领域最具节能潜力的新兴吸收剂仍存在CO_(2)容量有限、腐蚀性强等缺点。以富含氨基的聚酰胺-胺树状大分子(PAMAM)为阳离子、具有含N杂环的2-甲基咪唑(2-MI)为阴离子合成离子液体(ILs),并与水和二乙二醇丁醚(DGBE)构建液-液相变吸收剂。以多氨基协同吸收的方式大幅度提升CO_(2)吸收性能,其CO_(2)容量可达4.98 mol CO_(2)/mol ILs,富CO_(2)相体积分数仅为28.7%,且腐蚀性仅为单乙醇胺(MEA)溶液的13.87%。^(13)CNMR分析结果表明,吸收机理遵循两性离子机理及碱性水合机制。用Kamlet-Taft法量化极性发现,相分离现象的发生与极性、密度、黏度变化密切相关。 展开更多
关键词 co_(2) 功能化离子液体 相变吸收剂 吸收机理 相变机理
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燃烧后CO_(2)捕集固体吸附剂研究进展 被引量:1
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作者 卓华伟 李芹 +4 位作者 梅雪丽 徐博凡 谢洪涛 耿芹 李怡招 《化学工程》 北大核心 2025年第4期89-94,共6页
为应对大气中CO_(2)浓度逐年攀升的挑战,燃烧后CO_(2)捕集技术展现出广阔的应用前景。综述燃烧后CO_(2)捕集技术的多种方法,重点探讨固体吸附剂的应用和发展。首先,阐述4种主流方法的原理及工艺,包括吸收法、膜分离法、低温分离法和吸... 为应对大气中CO_(2)浓度逐年攀升的挑战,燃烧后CO_(2)捕集技术展现出广阔的应用前景。综述燃烧后CO_(2)捕集技术的多种方法,重点探讨固体吸附剂的应用和发展。首先,阐述4种主流方法的原理及工艺,包括吸收法、膜分离法、低温分离法和吸附法。随后,聚焦于固体吸附剂,探讨多孔碳基吸附剂、沸石、MOFs(金属有机骨架)和SiO 2的最新研究进展。通过分析这些吸附剂的结构和性能,探讨它们在CO_(2)捕集领域的优势和挑战。最后,对固体吸附剂的未来发展进行展望,指出其在许多方面仍存在广阔的研究空间和创新机遇。随着技术进步和研究的深入,固体吸附剂在CO_(2)捕集领域的应用将更加广泛,为实现双碳目标和可持续发展提供有力支持。 展开更多
关键词 燃烧后co_(2)技术 吸附法 固体吸附剂
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CO_(2)地质封存与利用技术发展态势与展望
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作者 方杰 雷宏武 +3 位作者 时俊杰 白冰 李娜娜 赵晏强 《热力发电》 北大核心 2025年第6期157-167,共11页
碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术是缓解CO_(2)排放对环境影响的关键技术,CO_(2)地质封存与利用是CCUS技术的重要组成部分。分析了CO_(2)地质封存与利用技术领域的全球发展态势,从政策体系建设、... 碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术是缓解CO_(2)排放对环境影响的关键技术,CO_(2)地质封存与利用是CCUS技术的重要组成部分。分析了CO_(2)地质封存与利用技术领域的全球发展态势,从政策体系建设、项目实施、研究成果等方面梳理了我国的发展现状,通过文本分析解读了该领域的研究热点,最后对CO_(2)地质封存与利用技术的发展进行了展望。研究指出:当前CO_(2)地质封存与利用领域研究热点主要集中于枯竭油气藏封存、诱发地震机理与监测、泄漏监测与环境评价、CO_(2)封存与能源资源协同开发利用、快速矿化封存等方面;未来应重视CO_(2)封存与利用中复杂多场多相的耦合研究,致力于构建全流程智能化的CO_(2)地质封存与利用系统,并积极探索多元化的CCUS产业发展模式。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存利用 发展态势 研究热点 展望
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1000 MW燃煤机组钙循环烟气CO_(2)捕集系统模拟研究
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作者 王长清 谭煜幺 +4 位作者 徐瑞昌 周子健 刘文强 胡勇 徐明厚 《动力工程学报》 北大核心 2025年第5期738-746,共9页
基于Aspen Plus软件建立了高温钙基吸附剂碳捕集的系统模型,开展了1 000 MW燃煤机组烟气CO_(2)捕集工艺流程模拟研究。针对煅烧炉煤富氧燃烧供能存在的高能耗与污染物排放问题,提出采用外部电加热供能方式为煅烧炉提供热量。详细考察了... 基于Aspen Plus软件建立了高温钙基吸附剂碳捕集的系统模型,开展了1 000 MW燃煤机组烟气CO_(2)捕集工艺流程模拟研究。针对煅烧炉煤富氧燃烧供能存在的高能耗与污染物排放问题,提出采用外部电加热供能方式为煅烧炉提供热量。详细考察了烟气进入碳捕集系统后,系统关键性能参数的变化;在此基础上分析了系统的能量和物质守恒情况,以及不同操作参数对系统性能的影响。结果表明:当1 000 MW燃煤发电机组增加碳捕集系统后,发电热效率将下降26.11%;碳化炉温度稳定在645℃时,CO_(2)捕集效率可达92.13%;煅烧炉温度设定在900℃时,CaCO3会分解得更彻底;碳酸化炉温度的提升会减少煅烧能耗并提高发电热效率,而煅烧温度的升高会增加能耗并降低发电热效率;钙碳摩尔比的增加导致钙基碳捕集系统的固体循环量增加,而钙基吸附剂的平均碳转化率则呈现出负相关性。 展开更多
关键词 co_(2) 钙基吸附剂 燃煤烟气 Aspen Plus
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基于LCA的CO_(2)捕集-甲烷化一体化技术碳足迹分析
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作者 付紫君 宋学行 +5 位作者 沈群 王晓波 顾佳名 汪丹峰 魏伟 孙楠楠 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2879-2887,共9页
碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被视为减少化石能源利用过程中碳排放的重要途径,然而,传统的CCUS技术面临高能耗、高成本的缺点。CO_(2)捕集转化一体化技术则通过将CO_(2)吸附和催化转化集成的策略来克服以上缺点。近年来,研究者们探究... 碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被视为减少化石能源利用过程中碳排放的重要途径,然而,传统的CCUS技术面临高能耗、高成本的缺点。CO_(2)捕集转化一体化技术则通过将CO_(2)吸附和催化转化集成的策略来克服以上缺点。近年来,研究者们探究了碳捕集与不同的CO_(2)转化途径集成的可行性,其中甲烷化技术受到了广泛关注。作为一种新型减排技术,评估其低碳性能对于提升技术竞争力具有重要意义。本研究基于本文作者课题组前期的实验成果,利用Aspen plus对CO_(2)捕集-甲烷化一体化技术(ICCC-CH_(4))进行工艺模拟,并基于生命周期理论,构建了该工艺过程碳足迹核算方法学模型,对该技术的碳排放量进行计算与分析。研究发现,在目前电网条件下,ICCC-CH_(4)技术碳排放量为0.22kg CO_(2)/MJ;在目前风电、水电和核电条件下,该技术甚至可以实现负碳排放。未来随着碱性电解水电解效率的提升,在光伏发电条件下,该技术有望在2030年实现近零碳排放。此外,通过提高氢气利用率,发现该技术碳排放量下降至0.207kg CO_(2)/MJ,相比当前水平下降6%。然而,提升双功能催化剂材料性能对于碳排放量的影响微弱。 展开更多
关键词 co_(2)-转化一体化 生命周期评价 碳足迹 甲烷化
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低压下碳纳米管用于水合物法捕集烟道气中CO_(2)动力学机制研究
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作者 王芳 安晓圣 +4 位作者 穆金池 冷帅 张瑞阳 郭利红 周莹 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第2期148-156,共9页
水合物法作为低能耗CO_(2)捕集技术,具有良好的应用前景。然而水合物法捕集CO_(2)目前还存在CO_(2)水合物生长速率较慢和CO_(2)捕集效率较低等问题。通过结合第一性原理、蒙特卡洛模拟和动力学实验,研究了较低初始压力(0.50~4.50 MPa)下... 水合物法作为低能耗CO_(2)捕集技术,具有良好的应用前景。然而水合物法捕集CO_(2)目前还存在CO_(2)水合物生长速率较慢和CO_(2)捕集效率较低等问题。通过结合第一性原理、蒙特卡洛模拟和动力学实验,研究了较低初始压力(0.50~4.50 MPa)下,碳纳米管用于水合物法捕集烟道气中CO_(2)的动力学机制和捕集性能。结果表明,对于气体组成(体积分数计)为20%CO_(2)+80%N2的烟道气,在0.10~0.50 MPa下,双壁碳纳米管可通过分子间范德华力优先吸附CO_(2),且CO_(2)吸附量和CO_(2)选择率均在0.80 MPa附近达到峰值。综合考虑,由质量分数为0.01%的多壁碳纳米管和物质的量分数为4%的四氢呋喃组成的复合促进剂体系在2.50 MPa下表现出较好的捕集性能,其CO_(2)储气量为(3.54±0.28)mmol/mol,诱导时间为(24.33±1.53)min,CO_(2)捕集效率为76.75%±5.49%。 展开更多
关键词 co_(2) 水合物法 碳纳米管 复合促进剂体系 动力学机制
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基于流态化活化的煤基燃料O_(2)/CO_(2)燃烧碳捕集技术研究进展
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作者 张海霞 沈威 +5 位作者 朱治平 刘晓星 徐贵玲 齐晓宾 曹晓阳 颜雲飞 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第4期62-77,共16页
我国承诺将在2030年前推动CO_(2)排放量达到峰值,进而在2060年前达成碳中和目标。目前,煤炭等化石能源在我国能源消费结构中仍占据相当比重,对保障能源供应的稳定性与安全性意义重大。采用碳捕集技术,可以有效降低碳排放,甚至实现近零排... 我国承诺将在2030年前推动CO_(2)排放量达到峰值,进而在2060年前达成碳中和目标。目前,煤炭等化石能源在我国能源消费结构中仍占据相当比重,对保障能源供应的稳定性与安全性意义重大。采用碳捕集技术,可以有效降低碳排放,甚至实现近零排放,助力能源转型稳步推进。富氧燃烧是燃烧中碳捕集的核心工艺,具有CO_(2)浓度高、捕集成本低、燃烧效率高、污染物排放少等优势,因而具有广阔的应用前景。为拓宽富氧燃烧技术的燃料适应性并增强其与工业领域的适配性,提出了碳基原料流态化活化技术新思路,采用该技术可制备气固活化态类气体燃料,进而通过类气体燃料的富氧燃烧,实现碳捕集;或通过类气体燃料的富氧气化,制取富CO合成气,用于化学品合成,实现CO_(2)资源化利用。首先剖析了流态化活化技术的基本原理,阐明了CO_(2)在该过程中的作用机制。然后,全面综述了碳基原料经流态化活化后所得煤气的特性和活化半焦的特性,重点探究了活化温度、碳与CO_(2)物质的量比(CC比)、反应气氛、氧气浓度及燃料种类等对煤气组成、煤气产率、煤气热值的影响,同时还研究了这些因素对活化半焦粒径分布、微观形貌、比表面积、孔隙结构、碳架结构、反应活性等的影响规律。此外,梳理了气固活化态类气体燃料在O_(2)/CO_(2)气氛下的气化特性,考察了燃料特性、CO_(2)浓度和O_(2)/C物质的量比等对气化性能指标的影响;梳理了气固活化态类气体燃料在O_(2)/CO_(2)气氛下的燃烧特性,总结归纳了NO_(x)排放规律及反应调控机理。最后,对流态化活化技术进行了总结和展望,以期为工业领域燃烧中碳捕集技术及CO_(2)的大规模资源化利用提供理论依据和数据支撑。 展开更多
关键词 流态化活化 类气体燃料 富氧燃烧 co_(2)还原 co_(2)资源化利用
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高温钙基固体吸附CO_(2)捕集技术研究进展
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作者 杜振 张立麒 +4 位作者 张杨 刘博 朱文韬 罗聪 喻江 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第6期36-52,共17页
在全球气候变化和“双碳”目标的推动下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术成为工业领域实现温室气体减排的关键。高温钙基固体吸附CO_(2)捕集技术因成本低、吸附容量高而备受关注,然而CaO吸附剂在循环过程中易烧结、磨损,致使性能衰减,限... 在全球气候变化和“双碳”目标的推动下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术成为工业领域实现温室气体减排的关键。高温钙基固体吸附CO_(2)捕集技术因成本低、吸附容量高而备受关注,然而CaO吸附剂在循环过程中易烧结、磨损,致使性能衰减,限制了其规模化应用。综述了近年来CaO吸附剂的改性方法、规模化制备工艺、反应器设计以及钙循环中试装置的研究进展。在改性方法上,有机酸、碱金属盐、生物质衍生材料、金属氧化物及固体废弃物等均可用于改性CaO吸附剂,例如,丙酸改性的石灰石在100次循环后CO_(2)捕集能力为未处理样品的4倍。吸附剂颗粒制备技术包括挤压法、滚圆法、挤压–滚圆法、浇铸法、核壳法等,不同方法制备的颗粒在机械强度、CO_(2)捕集能力等方面各有差异。例如,挤压−滚圆法结合喷雾干燥技术制备的吸附剂微球,25次循环后CO_(2)吸附量较高且抗磨损能力强,旋转3000次后的失重率低于0.8%。在反应器方面,流化床反应器应用最为广泛,但存在颗粒磨损的问题;移动床反应器可缩小反应器尺寸,但存在阻力的问题。另外,多个国家和地区的中试装置验证了钙循环CO_(2)捕集技术的可行性,如德国斯图加特的200 kWh平台、西班牙La Pereda的1.7 MWh平台等,可实现约90%的CO_(2)捕集效率。最后,指出未来需突破低成本规模化制备工艺,解决现有成型技术原材料成本高、成品率低等问题;优化反应器传热传质性能;推进构建余热梯级利用的能量集成系统,降低捕集能耗,从而推动CaO吸附剂CO_(2)捕集技术从工程验证迈向工业化应用的关键跨越。 展开更多
关键词 CaO吸附剂 co_(2) 造粒 反应器设计 抗烧结
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油水混合层CO_(2)地质封存与利用数值模拟及参数全局敏感性分析
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作者 张雨佳 杨蕴 +6 位作者 龚绪龙 朱慧星 崔龙玉 吴公益 宋健 朱淳 吴吉春 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4667-4676,共10页
选择苏北某油田为研究对象,构建了CO_(2)驱油与封存多相流反应运移模型CO_(2)-DSMRT刻画超临界态/气相、溶水相、溶油相和矿物相CO_(2)在百年尺度上的转化和归趋,利用Sobol方法识别了影响模型预测结果的敏感参数.进一步采用PSO-LSSVM方... 选择苏北某油田为研究对象,构建了CO_(2)驱油与封存多相流反应运移模型CO_(2)-DSMRT刻画超临界态/气相、溶水相、溶油相和矿物相CO_(2)在百年尺度上的转化和归趋,利用Sobol方法识别了影响模型预测结果的敏感参数.进一步采用PSO-LSSVM方法建立替代模型以表征敏感参数输入和CO_(2)多相态输出结果之间的映射关系,并开展蒙特卡洛随机模拟量化模型的不确定性.结果表明,CO_(2)注入油水混合层100a后,气相CO_(2)占比61.2%,溶油相CO_(2)占比17.8%,溶水相CO_(2)占比11.2%,矿物相CO_(2)占比9.8%,CO_(2)-DSMRT模型对开采油量最敏感的参数为渗透率,对储层CO_(2)封存量最敏感的参数为孔隙度.不同置信水平下CO_(2)封存量和产油量的产投比差异明显,P10情境适用于封存优先策略,P50情境下可实现封存与经济效益平衡,P90情境下更适合增产优化策略. 展开更多
关键词 co_(2)地质封存利用 多相流 反应运移 全局敏感性分析 不确定性分析
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基于CaO原位与非原位CO_(2)捕集的煤底灰催化生物质气化制氢工艺模拟
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作者 张传昊 刘吉 +3 位作者 傅国志 胡斌 马宗虎 杜小泽 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
使用Aspen Plus软件建立煤底灰催化生物质气化制氢模型,将其分别与非原位和原位的CO_(2)捕集系统耦合,研究温度、压力、钙料比、水料比与煤底灰催化剂添加量对产品合成气组分与氢产率的影响。煤底灰有利于气化制氢,可显著提高H_(2)产率... 使用Aspen Plus软件建立煤底灰催化生物质气化制氢模型,将其分别与非原位和原位的CO_(2)捕集系统耦合,研究温度、压力、钙料比、水料比与煤底灰催化剂添加量对产品合成气组分与氢产率的影响。煤底灰有利于气化制氢,可显著提高H_(2)产率。CaO非原位CO_(2)捕集对生物质气化制氢的H_(2)产率无影响,但能显著降低CO_(2)排放,H_(2)体积分数最高可达81.0%,H_(2)产率最高可达106.0 g/kg。CaO原位吸收增强的制氢工艺能够促进生物质气化并将H_(2)产率提高至110.5 g/kg,相应的H_(2)体积分数为85.7%,但该工艺脱碳能力不及前者。基于平准化制氢成本,CaO原位吸收增强相比于CaO非原位CO_(2)捕集具有更低的成本,且后者受制氢规模的影响更显著。 展开更多
关键词 生物质能 气化 制氢 co_(2) 煤底灰 技术-经济性分析
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共轭微孔聚合物-碳纳米管混合基质膜的可控成核生长与PM/CO_(2)同步捕集机理
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作者 徐明伟 杨尚学 +8 位作者 刘冠林 汪少振 王存民 李佳琪 李湘 张一帆 张明明 何新建 徐欢 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第4期123-132,共10页
混合基质膜(MMMs)通过将聚合物的优点与有机/无机填料相结合来提高吸附和分离性能.共轭微孔聚合物(CMPs)具有层次化的多孔结构和丰富的杂原子吸附位点,能够在复杂的环境中实现高效、稳定的气体吸附和分离.本文构建了碳纳米管(CNTs)网络... 混合基质膜(MMMs)通过将聚合物的优点与有机/无机填料相结合来提高吸附和分离性能.共轭微孔聚合物(CMPs)具有层次化的多孔结构和丰富的杂原子吸附位点,能够在复杂的环境中实现高效、稳定的气体吸附和分离.本文构建了碳纳米管(CNTs)网络支撑CMPs膜,该膜以具有三维网络结构的CNTs为柔性基底,以具有分级多孔结构和丰富杂原子吸附位点的CMPs为吸附活性层,旨在解决制备过程中多孔聚合物自成膜难的问题.所制备的CMP-CNTs膜保留了CNTs的三维网络结构和CMPs的分级多孔结构,在高效吸附颗粒物(PM)和分离二氧化碳/氮气(CO_(2)/N_(2))的同时显著降低了渗透阻力.在酸碱环境中,CMP-CNTs对PM3.0的拦截效率超过99.9%.孔隙性质测试结果表明,CMP-CNTs具有与气体分子动力学直径相似的尺寸特征和由氮和氧杂原子引起的极性诱导环境,因此具有优异的CO_(2)/N_(2)分离能力.CMP-CNTs对CO_(2)/N_(2)混合组分的选择性高达119[273 K,1.0 bar(1 bar=0.1 MPa)].本文将CMPs同轴共价接枝在CNTs表面形成核壳结构的混合基质膜,这种将多孔聚合物和柔性基底优势互补的加工方法表现出设计灵活性和工艺普适性. 展开更多
关键词 混合基质膜 同轴共价接枝 核壳结构 酸碱耐受性 颗粒物/co_(2)同步
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醇胺法捕集CO_(2)中的胺逃逸控制研究进展
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作者 黄显著 陈曦 +4 位作者 王慧珺 申长俊 陆诗建 刘玲 康国俊 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第4期113-121,共9页
醇胺法捕集CO_(2)技术因技术成熟被广泛应用于工业碳捕集。然而,吸收剂(如有机胺)及其降解产物的排放,会影响CO_(2)捕集效率并增加环境和健康风险。因此,有必要对醇胺法捕集CO_(2)系统的胺逃逸进行控制。总结了胺逃逸的主要方式(物理夹... 醇胺法捕集CO_(2)技术因技术成熟被广泛应用于工业碳捕集。然而,吸收剂(如有机胺)及其降解产物的排放,会影响CO_(2)捕集效率并增加环境和健康风险。因此,有必要对醇胺法捕集CO_(2)系统的胺逃逸进行控制。总结了胺逃逸的主要方式(物理夹带、气态排放和气溶胶排放),并分析了各主要胺逃逸方式的产生原因和控制难点。对比了多种胺逃逸控制技术(多级水洗、酸洗、干床、湿式电除尘、蒸汽注入及除雾器等)的原理、优缺点及效果,并对未来胺逃逸控制研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 醇胺法co_(2)技术 气溶胶 胺逃逸 控制技术
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Fe_(x)Co_(y)Ca_(3)Al双功能材料用于CO_(2)捕集-转化一体化制合成气
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作者 汪柯 胡登 +2 位作者 王星博 孙楠楠 魏伟 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2888-2897,共10页
二氧化碳(CO_(2))的大量排放是导致全球变暖的主要原因之一,其中CO_(2)捕集、利用与封存(CO_(2) capture,utilization and storage,CCUS)技术是减少碳排放的关键手段,然而传统CCUS技术中捕集成本较高,限制了CCUS技术的推广应用。本文采... 二氧化碳(CO_(2))的大量排放是导致全球变暖的主要原因之一,其中CO_(2)捕集、利用与封存(CO_(2) capture,utilization and storage,CCUS)技术是减少碳排放的关键手段,然而传统CCUS技术中捕集成本较高,限制了CCUS技术的推广应用。本文采用CO_(2)捕集-转化一体化(integrated carbon capture and conversion,ICCC)技术方案,通过将碳捕集过程与碳转化过程相耦合,避免CO_(2)捕集材料再生所需的大量能耗,从而降低CCUS捕集过程成本。实验以Fe、Co基非贵金属作为催化组分,Ca为吸附组分,采用并流共沉淀的方法制备了FexCoyCa_(3)Al系列双功能材料,应用于ICCC制备合成气过程,探究了Fe/Co对双功能材料性能的影响,通过透射电子显微镜、X射线光电子能谱、H2-程序升温还原、CO_(2)-程序升温脱附等对双功能材料进行表征,相关结果表明双功能材料Fe、Co、Ca、Al等元素分布均匀,未出现团聚现象,Fe-Co元素之间存在相互作用,提升了双功能材料的一体化性能。在优化条件下,Fe_(0.5)Co_(0.5)Ca_(3)Al材料CO_(2)捕集容量为11.05mmol/g,CO产率达到11.94mmol/(g∙h)。 展开更多
关键词 co_(2)-转化一体化 逆水煤气变换 合成气 双功能材料 温室气体 催化剂
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电化学介导胺再生CO_(2)捕集技术研究进展
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作者 毛元豪 范会峰 +5 位作者 SAYD Sultan 方芙蓉 钟琦 余云松 吴小梅 张早校 《化工进展》 北大核心 2025年第7期4089-4100,共12页
随着全球气候变化问题的日益严重,降低大气中的二氧化碳(CO_(2))浓度已成为急需解决的重要问题。然而,现今最具应用潜力的有机胺化学吸收工艺的大范围推广仍受到高能耗问题的阻碍。以电化学介导胺再生CO_(2)捕集技术为代表的电化学碳捕... 随着全球气候变化问题的日益严重,降低大气中的二氧化碳(CO_(2))浓度已成为急需解决的重要问题。然而,现今最具应用潜力的有机胺化学吸收工艺的大范围推广仍受到高能耗问题的阻碍。以电化学介导胺再生CO_(2)捕集技术为代表的电化学碳捕集技术避免了高温蒸汽的使用,具有灵活、高效的特点,为低能耗碳捕集技术的发展开辟了新路径。本文介绍了电化学介导胺CO_(2)捕集技术在反应体系选择、系统模拟计算和高效反应器设计方面的最新进展,分析其研究现状并指出其发展方向。随后进一步分析了电化学体系与碳捕集、利用与封存(CCUS)技术领域更广泛交叉应用的潜力,提出电化学CO_(2)压缩机、电化学碳捕集还原一体化工艺流程。本综述将为推动电力驱动的低能耗碳捕集技术的研究和发展提供新的发展方向与策略。 展开更多
关键词 电化学介导胺再生 铜-胺配合物 反应器 电化学压缩机 co_(2)电还原
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