二氧化碳的资源化化工利用

介绍了近年来CO2资源化化工利用的研究方向及进展。CO2的无机化工利用和有机化工利用是CO2通过化学途径实现资源化利用的两大研究方向,无机化工利用可同时实现CO2的捕集与利用;有机化工利用的一些关键技术也取得了突破。分析认为,CO2化工利用技术方案的确立,需以市场需求为导向,根据不同的气源,通过与可再生能源结合进行清洁、合理利用。将CO2的捕集与利用融合,是CO2化工利用最有前景的方向之一。     

CO2化学利用的研究进展

概述了近年来CO2化学利用的主要研究内容和成果,介绍了CO2的催化加氢反应、氨化反应、酯化反应等化学利用方法。对CO2的催化加氢原理及其催化剂进行了论述,阐述了CO2酯化反应的合成条件及应用,提出了氨化合成三聚氰酸的CO2化学利用新方法。探讨了CO2化学利用对CO2减排的意义,并展望了CO2化学利用的研究方向。认为CO2催化加氢和酯化反应在短期内实现工业化是不可行的,而氨化合成三聚氰酸具有广阔的发展前景。     

CO2排放的商业回收利用

CO2是最主要的温室气体,其减排和回收利用关系到可持续发展.世界CO2排放185亿～242亿t/a,只有1亿t/a得到利用.主要产品是液体CO2.我国CO2排放已超过30亿t/a,只有80万t/a得到有效利用.利用方式是干冰和液体CO2.液体CO2需求量增长速度为15%～20%,未来5年后年需量达到200万t以上.     

二氧化碳减排技术路线探讨

CO2减排是目前国内外研究的热点,笔者对绿色能源技术、化石能源减排技术和CO2封存利用技术进行了分析探讨.将CO2转化为高附加值的三聚氰酸等固体产品也是一条比较可行的CO2减排技术路线,不仅可以实现CO2的封存,而且能够实现CO2的高值有效利用,对于解决CO2的减排具有重要意义.     

冷能利用与CO2分离一体化研究进展

介绍以降低CO2分离能耗为目标的动力系统的研究现状，评述了利用冷能分离CO2是其中的一个新方向。并从以下3个方面进行了综述：利用余热吸收制冷的CO2分离一体化、利用LNG冷能与CO2分离一体化和利用空分冷能与CO2分离一体化。提出了在此基础上发展冷能利用与CO2分离一体化的系统集成方法。     

高含二氧化碳天然气化工综合利用

高含CO2天然气是一种非常规天然气资源,因其CO2含量高而难以直接利用。为此,本文针对此类天然气中所含的CO2能够弥补一般天然气缺碳多氢的缺点,尤其符合由天然气制丙烯过程中补碳的要求,提出充分利用CO2和这类天然气资源的途径。本文分析了高含CO2天然气化工的利用途径,并对各利用途径进行技术经济分析,提出了高含CO2天然气化工综合利用的建议。     

高温煤气化转化CO2为CO

针对CO2难处理、难利用的特点,提出了1种新的CO2资源化利用途径,即将CO2取代水蒸汽作为煤高温气化剂生产CO.通过实验验证了动力学可行性,用ASPEN Plus模拟验证了工艺可行性,并建立了CO2的0排放生产模型和效益分析.     

二氧化碳的氨化反应研究进展

论述了减排CO2的重要性,概述了CO2化学利用的主要方法,综述了CO2的3种氨化反应,即氨化反应生成碳酸氢铵、尿素和三聚氰酸,重点介绍了CO2氨化反应生成三聚氰酸,对该反应进行了热力学分析,叙述了其反应的特点,得出CO2氨化合成三聚氰酸等固体产品是一条比较可行的CO2化学利用路线。氨化合成三聚氰酸不仅可以实现CO2的封存,而且能够实现CO2的高值有效利用,对解决CO2减排具有重要意义。认为将氨化反应与煤化工产业相结合,可以有效减少二氧化碳的排放强度,具有广阔的发展前景。     

CO2的绿色利用技术研究进展

近年来CO2的综合利用越来越引起人们的重视。本文介绍了近年来通过化学途径实现CO2资源化利用的研究方向及进展,并报道了最新的研究技术和成果。通过适当的化学反应,CO2可以转化为液体燃料、甲醇、碳酸酯类等高附加值的产品,还可通过CH4–CO2催化重整制成合成气来制备乙烯或含氧化合物等。另外,本文还介绍了其它新型CO2化学利用技术,如通过合理设计的化学肺可将CO2直接转换为氧气,利用太阳能、电能和生物微藻技术实现CO2向有用化学品的转化以及作为新型储氢材料的研究利用进展。     

二氧化碳的分离回收与资源化利用

随着不可再生的煤炭、石油、天然气等传统化石燃料的急剧消耗,大量的CO2排放造成日益突出的温室效应和环境污染问题,同时加剧了资源短缺的危机。如何将CO2分离回收并加以利用和转化为资源将是一个重大课题。文章综述了目前的CO2的分离回收技术,并论述了CO2的资源化利用的途径,对CO2的回收和资源化利用进行了展望。     

二氧化碳捕集技术及应用分析

分析了CO2捕集技术及现状。CO2捕集是CCS的关键技术单元之一,针对不同的CO2气源,国内外研究开发了多种技术。许多CO2捕集技术已经工业化,其中燃烧后烟气中CO2的捕集技术主要是以一乙醇胺(MEA)为基础的胺法;燃烧前的CO2捕集技术主要应用于IGCC电厂,一般需要对煤气中CO进行部分变换,变换后脱碳可采用成熟技术,如Selexol(NHD)等。富氧燃烧则是在中试成功的基础上,进行更大规模的工业示范。国内外大型煤制油化工项目主要采用低温甲醇洗脱除CO2,如果设置CO2产品塔,则可以获得体积分数98%以上的CO2。天然气脱碳主要采用MDEA技术。另外还有低温法、PSA、膜分离等CO2捕集技术及化学链燃烧等一些正在研发的技术。     

生物质制甲醇系统CO2捕集过程的设计模拟及技术经济性分析

通过ASPEN PLUS过程系统建模模拟，设计了生物质制甲醇系统中CO2的捕集工艺流程，并分析了其技术经济性能，研究了不同CO2捕集率的成本及其对生物质制甲醇能耗、水耗的影响。结果表明，捕集率为85%时生物质制甲醇系统CO2捕集封存较佳，单位捕集量的成本最低，有效能耗为453 MJ/t、水耗为193 kg/t、成本为135元/t，远低于直接从大气中捕集CO2。虽然这将使生物质制甲醇的生产成本增加154元/t，但当CO2减排补贴价格为40~50元/t时，则可抵消该部分成本增量。     

碳酸锂常压鼓泡碳化宏观反应动力学研究

基于Li2CO3与CO2在水溶液中的反应,在浆态鼓泡床反应器内对粗Li2CO3常压鼓泡碳化反应的动力学进行了实验研究,且对影响碳化过程的诸因素进行了深入的研究和探讨.结果表明,Li2CO3的转化率随表观气速的增大而增大,随反应温度、固体质量浓度、颗粒粒径、反应器中浆料填充度的增大而减小.动力学研究表明:在反应的前期过程受控于化学反应,随反应的进行该过程逐渐转变为内扩散控制.通过对实验数据的拟合得出了实验范围内过程的宏观动力学方程.该研究为Li2CO3碳化工艺条件的优化和反应器的放大设计等提供了基础效据.     

离子液体水溶液-气体水合物对CO2的双捕获工艺

设计了以离子液体[APMIM]Br水溶液吸收-生成水合物捕获CO2工艺流程,并利用CO2在该离子水溶液中的溶解度数据和在其中生成CO2水合物的相平衡实验数据进行物料衡算. 考察了水含量、压力和液气流量比对气体吸收-水合物生成的CO2双重捕获效果的影响,对比了气体水合物与离子液体水溶液捕获CO2的能力. 结果表明,在较高压力和水含量条件下,水合物捕获CO2的效应强于离子液体溶液;较低压力下离子液体溶液吸收CO2起主要作用. 与纯水合物法相比,双捕获工艺具有一定优势,且突破了单纯水合物脱碳的压力和CO2含量要求高的局限性. 当原料气中CO2低于65%(j)时,系统的脱碳效率低于40%,对于CO2含量较低的气体,其CO2的脱除性能回归至单纯离子液体溶液体系.     

油田绿色开采技术——CO2驱油

对于现在的社会来说,环保、“绿色”成为了现在工业化的标准。对于石油和天然气工作者来说,注CO2不仅能够减少向大气中排放CO2的量,同时还能够将以往认为是废气的CO2利用起来,提高油田的采收率。因此,CO2驱油已经引起世界各国越来越多的注意。本文介绍了CO2驱油技术的发展历史、CO2驱油提高采收率的技术机理、CO2驱的特点及存在的问题。最后根据以上调研CO2驱的特点,对CO2驱今后的发展提出了几点建议。     

产琥珀酸放线杆菌固定CO_2制备丁二酸

在富含CO2的厌氧环境下,产琥珀酸放线杆菌NJ113固定CO2合成丁二酸作为主要代谢终产物。在5 L发酵罐探讨了培养条件对产琥珀酸放线杆菌NJ113固定CO2制备丁二酸的影响。考察了CO2供体形式、通气量、搅拌转速、培养温度和pH值对产琥珀酸放线杆菌NJ113厌氧发酵过程中CO2固定速率以及丁二酸产率的影响。结果表明,选择CO2气体作为CO2供体,CO2通气量为0.75 L/min,搅拌转速达到200 r/min,培养温度为37℃,NaOH调节pH值为6.6,可增加细胞内可利用的CO2。在此优化条件下培养,CO2固定速率达到0.6 g/(L.h),丁二酸产率达到1.61 g/(L.h)。     

CO2在La2O3(011)表面吸附和活化的DFT计算

运用广义梯度密度泛函理论方法(density functional theory,DFT),结合周期性平板模型,研究了CO2在La2O3(011)表面的吸附和活化,计算了CO2吸附的吸附能和Mulliken电荷数.结果表明,CO2在La2O3(011)表面吸附形成6种平衡构型,分别为CO2-η1、CO2-η2、CO2-...     

NO removal performance of CO in carbonation stage of calcium looping for CO2 capture

Calcium looping realizes CO2 capture via the cyclic calcination/carbonation of CaO.The combustion of fuel supplies energy for the calciner.It is unavoidable that some unburned char in the calciner flows into the carbonator,generating CO due to the hypoxic atmosphere in the carbonator.CO can reduce NO in the flue gases from coal-fired power plants.In this work,NO removal performance of CO in the carbonation stage of calcium looping for CO2 capture was investigated in a bubbling fluidized bed reactor.The effects of carbonation temperature,CO concentration,CO2 capture,type of CaO,number of CO2 capture cycles and presence of char on NO removal by CO in carbonation stage of calcium looping were discussed.CaO possesses an efficient catalytic effect on NO removal by CO.High temperature and high CO concen-tration lead to high NO removal efficiency of CO in the presence of CaO.Taking account of better NO removal and CO2 capture,the optimal carbonation temperature is 650 ℃.The carbonation of CaO reduces the catalytic activity of CaO for NO removal by CO due to the formation of CaCO3.Besides,the catalytic performance of CaO on NO removal by CO gradually decreases with the number of CO2 capture cycles.This is because the sintering of CaO leads to the fusion of CaO grains and blockage of pores in CaO,hin-dering the diffusion of NO and CO.The high CaO content and porous structure of calcium-based sorbents are beneficial for NO removal by CO.The presence of char promotes NO removal by CO in the carbonator.CO2/NO removal efficiencies can reach above 90％.The efficient simultaneous NO and CO2 removal by CO and CaO in the carbonation step of the calcium looping seems promising.     

高密度Ralstonia eutropha细胞培养过程中二氧化碳的生成及其抑制作用

测定了高密度R．eutropha细胞培养过程中二氧化碳的生成量。当通气量维持在1．0vvm时,出口气体中二氧化碳的最大浓度高达15％。为了了解高密度细胞培养过程中二氧化碳对细胞生长代谢可能产生的抑制作用,通过施加不同浓度、不同持续时间的二氧化碳脉冲,模拟测试了5升发酵罐内二氧化碳对R.eutropha细胞生长代谢的抑制作用。实验发现,二氧化碳对细胞生长的抑制作用随着二氧化碳脉冲时间的增长和浓度的增高而增强。当在细胞指数生长初期施加6小时浓度为22％的二氧化碳脉冲,最终细胞浓度降低了31％。     

变压吸附制氢过程吸附剂性能

研究了Ｈ２ＣＯ２ＣＨ４ＣＯ混合气在活性炭（ＡＣ）和分子筛（ＭＳ）上的变压吸附（ＰＳＡ）过程，各组分在ＡＣ上的吸附能力为：ＣＯ２的大于ＣＨ４的，ＣＨ４的大于ＣＯ的；在ＭＳ上为：ＣＯ的大于ＣＨ４的。并研究了混合气在ＡＣＭＳ复合床层上的ＰＳＡ过程，其中ＡＣ充填于进口端，主要吸附ＣＯ２和ＣＨ４；ＭＳ主要吸附ＣＯ，为复合床层ＰＳＡ过程的模拟计算和设计提供了基础。