膜法分离燃煤电厂烟气中CO_2的研究现状及进展

目前,对于燃煤电厂燃烧后烟气中CO_2的捕集方法主要包括化学吸收法、吸附法、膜分离法和低温蒸馏法。化学吸收法是目前最成熟的CO_2捕集方法,但是吸收剂再生能耗较高,且存在二次污染、设备腐蚀等问题。因此开发新型高效、低能耗的捕集技术尤为重要。本文主要从两个方面(膜材料的设计、膜分离过程系统设计的优化)对燃煤电厂烟气中CO_2膜分离技术进行综述,并总结了实际燃煤锅炉烟气中共存气态组分和细颗粒物对膜分离CO_2的影响,最后对膜法分离燃煤电厂烟气中CO_2的发展趋势进行展望。分析表明,近年来膜材料开发、膜分离过程系统的设计及优化等方面的研究发展迅速,使得膜分离法在CO_2捕集效率及能耗等方面展现出巨大的潜力,因此膜分离法在燃煤电厂烟气中CO_2捕集领域有广阔的应用前景。     

氮掺杂多孔碳材料吸附CO_2的研究进展

概括了氮掺杂碳材料的制备方法,总结了各种不同的氮掺杂多孔碳材料以及多元素掺杂碳材料对CO_2吸附性能的最新研究进展,并对氮掺杂碳材料吸附CO_2的未来进行展望。     

云杉球果果壳材料可以减少CO_2排放量

正最近的一项研究表明,利用云杉球果果壳可以制备一种能够捕集和储存CO_2的材料,其性能优于其他固体吸附剂。专家认为,碳捕集和封存技术——从烟气中捕获CO_2并将其注入地下,对遏制气候变化是必要的。但是,使用水胺溶液的常规碳捕集技术成本过高,这促使科学家研究成本较为低廉的碳捕集方法。由金属有机骨架材料(MOF)衍生出的碳基多孔材料对CO_2具有较高的吸附容量,但是,金属有     

废弃物衍生分级多孔炭的制备及吸附应用进展

分级多孔炭因其高比表面积、大孔容及分级孔结构,目前广泛应用于超级电容器、锂离子电池、催化及吸附等领域。废弃物在热解气化过程中残留的碳基材料则是制备分级多孔炭很好的前体。本文根据废弃物来源及自身特性间的差异,对生物质和非生物质废弃物作为原料制备的分级多孔炭的特性及应用进行了综述及总结。并对不同制备方法的优劣及适用对象进行了比较。对分级多孔炭在挥发性有机物（VOCs）吸附、CO₂吸附捕集、染料吸附、抗生素以及酚类物质的吸附过程进行分析,总结出废弃物基多孔炭在孔径结构及表面杂原子掺杂情况下的优势能够增强这几类物质的吸附效果。结合已有文献,对废弃物基分级多孔炭的制备、孔径设计及表面官能团设计提出展望。     

MgO吸附剂捕集CO_2的研究进展

煤大规模燃烧产生的CO_2加剧了温室效应,CO_2捕集、利用和储存(CCUS)是一种可实现燃煤电站大规模碳减排的关键技术。固体材料吸附CO_2技术被认为是具有良好应用前景的碳捕集技术。在众多固体CO_2吸附剂中,Mg O因具有较高吸附容量、较低成本、较低再生能耗和广泛可用性被认为是理想的CO_2吸附材料。综述了常规Mg O的CO_2吸附性能,针对Mg O吸附CO_2存在的问题,重点介绍了提高Mg O吸附CO_2性能的方法,主要包括优化结构和添加碱金属熔融盐等可行方法。最后综合分析了Mg O吸附剂用于工业CO_2捕集的优势及面临的挑战,从Mg O的制备工艺、规模化成型及捕集CO_2系统设计优化等方面对今后的研究方向进行了展望。     

负载型二氧化碳吸附剂的研究进展

CO_2捕集、利用与封存技术被广泛认为是控制CO_2排放最有效的技术,其中CO_2捕集是关键步骤,吸附分离被认为是未来最有希望取代传统胺吸收法捕集CO_2的分离方法。综述了CO_2捕集方法,重点讨论了近年来负载型CO_2化学吸附剂的种类和特点,提出了CO_2固体吸附剂未来的发展方向。     

我国燃煤发电污染治理的CO_2捕集封存与资源化利用

针对我国燃煤发电的污染治理技术和创新途径进行了研讨。分析了我国燃煤锅炉SO2和CO2排放污染的严峻形势;论述了燃煤电厂烟气CO2捕集与利用技术的研究进展以及烟道气中CO2回收技术的工业应用;建议把煤炭能源化工生产排放的CO2制成干冰,用作植物生长的碳养分而释放出氧元素的化学反应平衡循环工艺路线,作为我国处置CO2的根本出路。     

燃煤发电二氧化碳捕集技术研究现状分析

燃煤发电排放的CO_2在全国排放总量中占有很高的比例,加剧了温室效应和对生态的影响。鉴于巴黎大会等国际组织的形成的约定,应尽快推动电力行业全面碳减排工作。本文从改性吸附法、化学吸收法和新型复合膜技术三个方面,综述了近几年碳捕集研究领域的研究现状及进展,并分析了各类技术优点和不足。根据研究结果,提出了该领域今后的研究重点,可为碳捕集新技术的研发提供一定参考。     

碳基材料吸附二氧化碳及电解吸的实验研究

利用碳基材料具有良好的导电导热性能,研发电解吸技术,取代传统的真空解吸工艺,进行吸附剂再生。估算能耗,为碳基材料吸附捕集温室气体CO2的研究和应用提供基础依据。筛选出十余种由椰壳、煤、沥青、木炭和聚合物基体制备成的颗粒状、纤维状以及蜂窝状的碳基吸附剂,进行实验研究。基于实验结果,比较捕集烟道气中CO2的吸附量、选择性、电加热升温速率、电解吸工艺的电能耗。探讨采用碳基材料吸附和电解吸技术捕集烟道气中CO2的有效性和可行性。实验结果表明:采用电加热碳基材料吸附剂,升温速率较快,能使吸附剂达到快速解吸再生的目的。而且电直接加热到吸附剂,电能利用率较高。通过表面改性等方法提高碳基材料吸附CO2容量,电解吸工艺在CO2吸附捕集技术中具有显著的优势。     

掺杂型分等级多孔碳材料的制备及有机污染物吸附的研究进展

有机废水不断地被排放,严重污染了生态环境,因此对有机废水的治理显得迫在眉睫。多孔碳材料具有比表面积高、孔结构发达、合成原料丰富且容易获取、易于表面改性等优点。而将多孔碳材料掺杂异质元素后,进一步优化其性能,提高对有机废水的处理。本文总结了异质元素掺杂分等级多孔碳材料的制备方法和吸附应用的研究进展,希望可以促进分等级多孔碳材料在有机废水处理中的应用研究,为多孔碳材料的规模制备和实际应用提供理论根据。     

离子液体自模板合成多孔碳氮材料及其对二氧化碳的吸附

以多种氰基离子液体为前驱体，采用高温碳化法直接制备多孔碳氮材料，系统考察了离子液体前驱体阳离子结构、阴离子种类及合成条件等因素对碳化材料比表面积、氮元素含量及氮种类的影响，并研究其对CO2的吸附性能。结果表明，阴离子在聚合过程中起模板剂的作用。合成材料主要呈介孔结构，比表面积最高达732.6 m2/g，氮含量最高为9.9wt%，在温度25℃、压力1.8 MPa条件下，CO2的吸附量最高达20.9wt%。多孔碳氮材料经180℃真空加热后可完全脱附再生，再生稳定性良好。     

无机固体吸附剂在二氧化碳捕集应用中的研究进展

随着全球气候变暖,二氧化碳的捕集、利用和封存（CCUS）逐渐成为科学界和工业界的研究热点。CCUS的关键是选择性地从气体混合物中捕集二氧化碳。目前二氧化碳捕集技术包括化学吸收、膜分离、吸附和低温分离等。吸附法是利用吸附剂对不同气体的吸附能力差异来进行二氧化碳捕集。综述了分子筛、介孔二氧化硅、黏土及多孔碳等无机固体吸附剂在二氧化碳捕集应用中的研究进展。对比了不同改性方法对吸附剂吸附二氧化碳性能的影响。从应用角度来看,分子筛、介孔二氧化硅、黏土具有潜在的成本效益,但仍需在工程设计开发方面得以进一步发展,以适用于不同应用需求的二氧化碳捕集。     

The latest development on amine functionalized solid adsorbents for post-combustion CO2 capture:Analysis review

Global warming and associated global climate change have led to serious efforts towards reducing CO2 emissions through the CO2 capture from the major emission sources.CO2 capture using the amine func-tionalized adsorbents is regard as a direct and effective way to reducing CO2 emissions due to their large CO2 adsorption amount,excellent CO2 adsorption selectivity and lower energy requirements for adsor-bent regeneration.Moreover,large number of achievements on the amine functionalized solid adsorbent have been recorded for the enhanced CO2 capture in the past few years.In view of this,we review and analyze the recent advances in amine functionalized solid adsorbents prepared with different supporting materials including mesoporous silica,zeolite,porous carbon materials,metal organic frameworks(MOF)and other composite porous materials.In addition,amine functionalized solid adsorbents derived from waste resources are also reviewed because of the large number demand for cost-effective carbon dioxide adsorbents and the processing needs of waste resources.Considering the importance of the stability of the adsorbent in practical applications,advanced research in the capture cycle stability has also been summarized and analyzed.Finally,we summarize the review and offer the recommendations for the development of amine-based solid adsorbents for carbon dioxide capture.     

一步快速活化法制备生物质活性炭及其对乙酸乙酯的吸附再生

活性炭吸附法因技术成熟、简单易行、吸附效率高等优点而被广泛应用于挥发性有机化合物（VOCs）的处理中。本文以山林废弃物的野山桃核为原料,烟道废气及硝酸铁为活化剂,制备了一系列生物质活性炭,并利用固定床吸附装置对其吸附、再生性能进行了研究。利用二氧化碳和水蒸气模拟烟气,在固定流量的烟气活化氛围中进行活化,并探讨了不同硝酸铁的量对活性炭的孔隙结构及其吸附再生性能的影响。利用N₂ 吸附-脱附实验、扫描电镜、拉曼光谱和红外光谱等技术研究了活性炭详细特征。结果表明：当硝酸铁的质量分数为0.2% 时,所制备的活性炭AC-3具有最大的比表面积和平均孔径,分别为923m2/g及2.57nm。其对乙酸乙酯的饱和吸附量也最大,为973.04mg/g。利用烟气对AC-3活性炭进行活化再生处理,经过3次重复吸附-解吸再生实验,其饱和吸附能力仍可达91.5％以上,实现了废弃烟气资源化利用及活性炭的循环回收,从而达到废气治理的目标。     

生物质活性炭烟气脱硫脱硝的研究进展

烟气脱硫脱硝技术是燃煤电厂烟气污染物控制的主流技术,其中生物质活性炭烟气脱硫脱硝以其新颖、高效、经济、资源化的特点成为近年来的研究热点。生物质活性炭烟气脱硫技术以吸附脱硫为主;生物质活性炭烟气脱硝技术根据烟气温度窗口划分为低温吸附脱硝（包括NO吸附与NO氧化吸附）、中温NH₃-SCR脱硝技术及高温异相还原脱硝技术。综述了孔隙结构、表面化学性质、表面改性等因素对生物质活性炭脱硫脱硝性能的影响,总结了提高生物质活性炭脱硫脱硝性能的途径与方法。最后指出,生物质活性炭异相还原脱硝反应建立更为通用的动力学模型、NH₃-SCR脱硝技术中生物质活性炭催化剂效率的进一步提升、生物质活性炭脱硫脱硝制备生物缓释肥、生物质活性炭改性与担载催化剂实现多污染物一体化脱除等方向可做深入探索与研究。     

纳米结构多孔固体在二氧化碳吸附分离中的应用

二氧化碳（CO2）的双重角色（温室气体及一碳化工原料）使其吸附分离研究具有重要学术及社会经济意义。本文以多孔吸附材料为主线,系统评述了多孔炭、分子筛、有机金属骨架类材料及多孔聚合物等的CO2吸附分离最新研究进展。这些吸附材料的特点：多孔炭的微观及宏观形貌可控,孔结构可调,稳定性好;分子筛的具有丰富的微孔,孔径分布集中;有机金属骨架及多孔聚合物的种类多样,代表一类新兴的CO2吸附材料。分析了多孔固体应用于CO2吸附分离所涉及的关键科学问题,即高效吸附材料立体设计及影响选择性和吸附量等重要参数。提出澄清微孔/介孔/大孔比例以及表面基团种类和数量对CO2吸附贡献的定量关系的必要性,对材料的定向合成与优化有重要指导意义。     

氨基改性有序介孔氧化铝吸附二氧化碳性能研究

采用硝酸铝为铝源,碳酸铵为沉淀剂,聚乙二醇（PEG1450）为模板剂,合成廉价的有序介孔氧化铝 （OMA）作为吸附剂载体。以2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）为氨基化表面修饰剂,对OMA采用过量浸渍法进行表面氨基化,制备一种高性能低成本的二氧化碳吸附剂OMA-AMP。通过BET法比表面积测定、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱（IR）等表征方法对改性前后吸附剂的比表面积、孔结构等特性进行表征,结果表明制备的 OMA-AMP具有比表面积大、孔径分布窄、孔结构有序等特点。利用模拟烟道气,从浸渍时间、吸附床层温度、气体流量以及AMP浓度4个变量考察吸附剂的性能。结果表明,OMA经过质量分数为50%的AMP浸渍12 h,在吸附温度为70 ℃、气体流量为40 mL/min条件下,OMA-AMP对二氧化碳的吸附量高达84.15 mg/g;吸附剂吸附性能较稳定,再生容易且效果良好;吸附剂制备成本低廉,吸附效率高。该吸附剂可以解决在二氧化碳捕集技术中成本居高不下的问题,在工业上具有实际应用价值。     

金属氧化物掺杂对钙基吸附剂吸附CO_2性能的影响

化石燃料火电厂排放的CO2约占全球CO2总排放量的1/3,采用化学吸附法直接脱除高温烟气中的CO2既可以减少系统的能量损失又可以保护环境。文中采用机械混合法制备金属氧化物掺杂的钙基吸附剂,并以静吸附量和CO2吸附率为评价指标,气相色谱为检测手段,在自制吸附剂评价装置上,研究不同金属氧化物的掺杂对钙基吸附剂吸附性性能的影响。实验表明,掺杂金属氧化物对钙基吸附剂的吸附性能有一定影响,其中质量分数为1%的Li2CO3掺杂的钙基吸附剂的静吸附容量与钙基吸附剂的理论吸附量比较接近,并且优于其他金属氧化物掺杂的钙基吸附剂。     

氨法捕碳技术再生过程无机添加剂效应研究进展

近年来,二氧化碳等温室气体的过量排放已成为全球气候变化的主要原因,为达到“碳达峰、碳中和”的目标,中国积极参与国际社会碳减排行动,主动顺应全球绿色低碳发展潮流。由于中国正处于新旧能源结构交替的过渡期,二氧化碳重要来源是以化石燃料燃烧为主的火电厂排放的烟气,因此减少烟气排放并进行二氧化碳捕集仍是碳减排的关键。碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage,CCS）技术中的氨法碳捕集技术具有众多优点,成为目前研究热点之一。通过类比氨法脱碳过程中添加剂对氨逃逸与二氧化碳脱除效果的影响,重点分析了无机添加剂对富液解吸的影响,对国内外的研究进展进行了综述,对该技术未来发展方向进行了展望,包括再生机理、再生能耗、氨逸出、添加剂与吸收剂的循环利用与过渡金属氧化物的尝试等。