二氧化碳驱伴生气分离技术综述

对CO2驱油田伴生气成分复杂、二氧化碳浓度高等特点进行了分析,详细介绍了几种当前热门的伴生气分离提纯技术,包括化学吸收法、膜分离法、变压吸附法、低温分馏法等,并对各类方法的原理、优缺点进行了深入解析。对伴生气CO2分离技术及复配方法进行了综合对比,得出膜分离+化学吸收法、低温分馏+化学吸收、膜分离+变压吸附更适用于分离CO2驱油田伴生气中的CO2。     

碳纳米管吸附水体污染物的研究进展

碳纳米管是一种新型纳米材料,可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种类型,具有独特的物理和化学性质,其应用研究已成为当前的研究热点。文章介绍了碳纳米管的结构和性质,综述了碳纳米管对水体中金属离子、无机非金属离子以及有机物脂肪烃、芳烃、胺、酚等物质的吸附研究进展,并展望了碳纳米管在吸附方面的应用前景。     

燃烧前CO2捕集技术研究进展

近年来,全球性气候变暖已经严重威胁到人类社会、生存环境以及经济的发展,CO2减排问题刻不容缓。整体煤气化联合循环技术(IGCC)同燃烧前脱碳技术的联合应用,有望实现CO2的近零排放,成为当前研究热点之一。本文介绍了燃烧前脱碳技术的发展现状,简述了吸收法、吸附法、膜分离法等CO2分离方法的优缺点及其适应性,为回收利用CO2提供了技术依据。根据IGCC排放源特征,文章重点阐述了几种典型物理分离工艺特点及其在燃烧前脱碳技术的应用范围和前景,从新型高效CO2吸收剂的选择与应用、再生工艺的优化与创新以及耦合工艺的开发3个方向对CO2物理吸收法分离成本降低研究进行了论述,并对燃烧前脱碳技术所面临的挑战及其发展动向进行了深入讨论。     

燃烧后CO_2捕集技术研究

对燃烧前、燃烧后CO2捕集以及富氧燃烧3种CO2捕集技术的特点,以及适用于燃煤电厂的燃烧后CO2捕集技术进行了介绍,分析了吸收分离法、吸附分离法和膜分离法的原理及优缺点。其中,化学吸收法应用最广,但再生能耗大,运行成本高;吸附法虽再生能耗小,但对CO2选择性低,吸附能力有限;膜分离法目前仍处于实验室研究阶段,但应用前景巨大。对上述技术整合形成复合技术以及对新材料进行开发将有助于克服现有CCS技术面临的困难。     

Li4SiO4高温吸收CO2性能测试及动力学行为研究

采用高温固相反应法,制备出在高温450～750℃之间可直接可逆吸收CO2的Li4SiO4材料,借助扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射分析仪(XRD)分别对材料进行了表面形貌研究及结构特征分析,采用热重分析仪(TG)研究了材料吸收CO2的性能,并采用双指数模型对材料定温吸附CO2的行为进行了模拟.试验结果表明,采用固相法于700℃煅烧6h即可获得性能优异的Li4SiO4材料,材料对CO2的吸附过程主要受锂离子扩散速率的影响,在650℃材料具有较好的吸附性能,恒温110 min即可获得31％左右的吸收容量.     

吸附法在火力发电厂尾气处理中的应用与研究进展

火力发电厂尾气中的CO₂、SO₂、NO_x、CO、颗粒污染物等物质的排放给环境带来严重的污染,并影响到全球的生态平衡。吸附法作为一种操作简易、污染物脱除效率高、可重复利用的方法,广泛应用于火力发电厂尾气处理中。阐述了火力发电厂尾气的主要成分及其控制方法,介绍了吸附法及常用吸附剂的种类,综述了CO₂、SO₂和NO_x的吸附脱除法,重点介绍了活性炭、沸石分子筛、活性炭纤维、碳纳米管、金属氧化物等吸附剂在尾气处理中的应用,并对吸附法的未来开发方向进行了展望。     

二氧化碳捕集材料的研究进展

二氧化碳过度排放所导致的全球变暖已成为环境危机的重要问题,所以中国提出的实现碳达峰和碳中和的战略目标势在必行.为了解决这个问题,科研工作者们采用多种多样的二氧化碳捕集和储存技术.该文重点介绍了碳类材料、沸石、金属有机骨架材料、水滑石类材料、金属氧化物及其盐以及负载胺基材料等主要的CO2吸附材料的最新研究进展,详细介绍了各种吸附剂的吸附机理、性能的优缺点、改进的方向以及面临的挑战,并对吸附材料未来发展方向进行了展望.     

多孔液体在CO2捕集与利用领域的研究进展

为助力中国早日实现“双碳目标”,深入落实化工领域绿色低碳可持续发展的重要举措,吸附-吸收耦合有望成为气体分离的绿色变革性分离技术,其关键是高性能吸附（收）材料的开发。多孔液体（PLs）作为一类具有永久孔隙的液体材料,兼具了液体吸收剂的易于管道输送、传质传热效果好等优点和固体吸附剂的高比表面积、高孔隙率等优点,有望成为新一代CO2捕集的绿色变革性介质。该文首先简单介绍了多孔液体发展脉络;然后,重点聚焦于多孔液体在CO2的吸附/吸收、膜分离、催化转化等领域的应用展开探讨,并对多孔液体性能和优缺点进行分析归纳。最后,对多孔液体目前面临的挑战和未来发展趋势进行了展望。     

分离CO_2/CH_4的吸附剂研究现状

介绍了不同吸附剂对CO2/CH4的吸附分离性能,包括吸附分离因子以及CO2吸附量等。着重阐述了碳分子筛的两种改性方法——氧化改性和氮基基团改性。从材料结构及再生性能上分析,碳分子筛可能更适合成为变压吸附分离CO2/CH4的吸附剂。     

有机纳米多孔聚合物(NOPs)概述

人为二氧化碳大量排放被认为是全球变暖的原因之一,但当前捕捉CO2的方法需耗费大量能量。固体吸附剂吸附法是一个潜在捕集二氧化碳的方法。多孔有机骨架材料因其高的比表面积、高的物理化学稳定性、轻质的骨架结构成为二氧化碳吸附领域的研究热点,本文简单介绍了目前有机纳米微孔种类及其二氧化碳吸附应用。     

应用于烟气中CO2捕集的固体吸附材料研究进展

固体吸附法捕集二氧化碳技术具有吸/脱附性能优良、设备轻便灵活、环保和低成本的优势，被认为是实现电厂烟气中碳捕集最具前景的技术之一。国内外学者对于可应用于电厂烟气中二氧化碳捕集的固体吸附材料开展了大量的研究并取得一定进展。该文综述了近些年沸石分子筛、金属有机框架材料（MOFs）和活性炭（ACs）等吸附材料的研究现状；归纳并分析了各类吸附材料的应用优势和在工程应用中存在的问题；总结了各类材料吸附性能的主要影响因素和吸附机理等。最后，展望了固体吸附材料的发展方向。     

笼型水合物膜分离和捕获二氧化碳研究进展

开发一种低碳、高效的分离和捕获二氧化碳方法一直是缓解温室效应的关键技术。本文首先比较了现有的5种碳捕获技术,发现相较于化学吸收、深冷分离和变压吸附,水合物法和膜分离技术具有绿色环保、操作简单的优势。随后,本文以水合物法为切入点,阐述了其分离机理和强化手段。为进一步研究更加有效的新技术,通过利用水合物法的技术优势,结合膜分离的结构,提出一种更加具有发展潜力的水合物膜分离技术。然后,根据水合物膜的成膜方式将水合物膜技术分为第一、二、三代,并重点分析了每代水合物膜技术的改进手段。最后指出未来第三代水合物膜分离技术应从以下3个方面寻求突破与创新：探索合适膜载体材料;寻找合适的添加剂;优化温度、压力、流速水合分离条件。     

纳米碳管吸附储氢

由于纳米碳管具有独特的结构和性质，纳米碳管吸附储氢一直是纳米碳管以及氢能利用技术研究的热点问题。国内外众多的实验研究结果和理论分析也展示了纳米碳管所具有的优良吸附储氢性能和广泛的应用前景。对纳米碳管储氢过程进行更为深入的实验和理论研究将有助于推动储氢技术和氢能的开发利用。     

Adsorption of 1,2-Dichlorobenzene from the Aqueous Phase onto Activated Carbons and Modified Carbon Nanotubes

This study aimed to describe the adsorption process of ortho-dichlorobenzene (o-DCB) onto activated carbons (ACs) and modified carbon nanotubes (CNTs) from the aqueous phase. The starting material NC_7000 carbon nanotubes were modified by chlorination (NC_C) and then by the introduction of hydroxyl groups (NC_C_B). The concentration of o-DCB in solutions was performed by UV-VIS spectrophotometry. After adsorption, the activated carbons were regenerated by extraction with organic solvents such as acetone, methanol, ethanol, and 1-propanol; the carbon nanotubes were regenerated by methanol. The degree of adsorbate recovery was determined by gas chromatography (GC) with flame ionization detection, using ethylbenzene as an internal standard. The equilibrium isotherm data of adsorption were satisfactorily fitted by the Langmuir equations. The results indicate that carbon adsorbents are effective porous materials for removing o-DCB from the aqueous phase. Additionally, activated carbons are more regenerative adsorbents than carbon nanotubes. The recoveries of o-DCB from ACs were in the range of 76–85%, whereas the recoveries from CNTs were in the range of 23–46%. Modifications of CNTs affect the improvement of their adsorption properties towards o-DCB compared to unmodified CNTs. However, the introduction of new functional groups on carbon nanotube surfaces makes the regeneration process less effective.     

Carbon dioxide sequestration in petrochemical industries with the aim of reduction in greenhouse gas emissions

The mitigation of greenhouse gas emissions to acceptable levels is arguably the greatest environmental challenge these days. Vast utilization of fossil fuels and forest destruction are main causes of CO₂ increase in the atmosphere. Carbon dioxide sequestration that consists of separation, transportation and utilization or storage of CO₂, is one way for reduction of its emission, in which the most costly section is separation. Different methods can be used for carbon dioxide separation such as absorption, membrane separation, adsorption and cryogenic distillation. Economic, technical and environmental issues should be considered in selection of the technology for particular application. Carbon dioxide concentration, temperature, pressure and flow rate are influential operating parameters in the selection of the appropriate separation method. Nowadays, absorption is the worldwide industrial separation method. New researches are focused on developing new stable solvents and efficient column configuration with suitable internals to minimize pressure drop. Membrane separation and adsorption (PSA type) are other long-term alternatives that can increase separation efficiency and decrease separation cost. The level of energy consumption in various separation methods are in the order: chemical absorption>physical absorption>membrane separation. Because of high investment costs, current separation technologies are suitable for large concentrated sources. In the present paper, different processes for carbon dioxide separation are investigated and compared. Available technologies and commercial plants for CO₂ sequestration are provided.     

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。     

热重分析技术在炭材料制备和功能化领域的应用

热重分析是一种快速有效地研究材料结构性能的分析方法,广泛应用于炭材料研究领域.综述了热重分析技术在几种炭材料（碳纳米管、碳纤维、活性炭、碳微球和针状焦）制备和功能化研究中的应用.主要论述了利用热重分析研究炭材料的反应机理、热稳定性、高温抗氧化性、反应动力学、吸/脱附性能、负载物含量的测定等,并展望了热重分析的发展前景.     

固体二氧化碳吸附剂研究进展

大量化石燃料的燃烧造成二氧化碳等温室气体的过量排放,严重影响了全球的环境与气候变化。固体吸附剂由于易处理、能重复使用、原材料损耗小而受到二氧化碳捕集领域的广泛关注。主要针对近些年来发展起来的新型固体二氧化碳吸附剂优缺点进行了分析比较。根据其吸附温度的不同,分别以低温、中温和高温3类吸附剂进行分类讨论。重点讨论了高温固体钙基吸附剂的吸附性能,以及其常见的改性方法,由于其吸附量高、原材料丰富、成本低等优点,氧化钙基吸附剂被认为是最理想的高温吸附剂。     

掺氮碳纳米管的结构、制备及其催化应用

将氮原子掺入到碳纳米管的晶格中,使碳纳米管表面碱性增强,从而改变了碳纳米管表面的吸附性能;掺杂在碳纳米管晶格中的氮原子的高电子云密度还导致碳纳米管在电子、材料和催化方面具有独特的性能.介绍了掺氮碳纳米管结构特征和制备方法,综述了近年来在催化中的应用.