科学家发现新催化剂 二氧化碳可“变身”甲醇

正[美国每日科学网站3月2日报道]新发现的催化剂可实现将二氧化碳转化为清洁甲醇的低成本方式。一个国际研究小组发现了一种可将二氧化碳转化为甲醇的清洁、低成本方式。甲酵是生产塑料、黏合剂和溶剂的主要成分,也是一种有前途的运输燃料。斯坦福大学、斯坦福直线加速器中心和丹麦技术大学的科学家,通过理论和实验发现了一种新的镍镓催化剂。它能将氢和二氧化碳转化为甲醇,而所产生副产品要少于传统的催     

废甲醇催化剂综合利用技术进展

甲醇的产能在所有化工产品中仅次于乙烯和合成氨,每年产生的废甲醇催化剂数量巨大。合成甲醇催化剂经历了锌铬高压催化剂、铜基催化剂、合金催化剂及其他非铜基催化剂3个发展阶段,目前在工业中应用的主要为铜基催化剂,此类废催化剂的回收主要围绕Cu和Zn的分离及回收展开。回收工艺可分为酸浸、氨浸和酸浸-电解工艺。废催化剂预处理的关键是在800～1000℃进行焙烧,其目的一是去除有机物,二是脱硫,三是使其中的氧化铝或Cr2O3转化为酸难溶的晶型,四是使金属铜或氧化亚铜转化为氧化铜。预处理后的废催化剂可通过H2SO4酸浸-Zn还原法回收活性ZnO和CuSO4·5H2O,通过H2SO4酸浸-SO32-还原法回收活性ZnO和CuCl,通过HNO3酸浸-Zn还原法制备硝酸盐,通过H2SO4-NHO3联合酸浸法制备胆矾和铝铵矾;通过NH4＋铬合氨浸回收CuCl和活性ZnO,通过NH4＋-NH3复合氨浸回收Cu2O和ZnO;通过H2SO4酸浸-电解回收单质Cu。此外,还可以被制成微肥或作为脱硫剂使用。     

煤制油与煤气化制甲醇技术的比较与选择

煤炭液化制油技术投资大、煤耗高、耗水多、污染严重,以目前的技术水平,生产1t油往往需要4～5t煤,折算其热能利用率为50%,若按南非的煤耗（6t）计,其热能利用率仅为33.3%。改用煤炭气化制甲醇技术,采用6MPa纯氧高压气化制合成气（CO＋H2）,合成气可产双倍的甲醇,则1t甲醇的煤耗仅为1.3～1.5t,甲醇用作汽车发动机燃料时,以1.3～1.5t甲醇相当于1t汽油作功计算,则煤炭的热能利用率可以达到66%～76%。如果配套水电解制氢技术,还可以实现CO2的零排放。中国每年有20×10^8t的煤炭产量,如果将其中的12×10^8t纳入煤炭气化制甲醇产业链,可每年创造产值约2.67万亿元,可减排CO2约30×10^8t。     

加氢催化剂对模拟生物油轻质组分与甲醇加氢共裂化制备芳香烃的影响

文章研究了不同加氢催化剂对富酚的模拟生物油轻质组分与甲醇加氢共裂化制备芳香烃过程的影响。研究结果表明,酚类在加氢阶段的加氢效率与整体的加氢共裂化表现呈现出一致性;以Ni/ZrO2为催化剂时,酚类在加氢阶段的转化率最高,加氢共裂化的油相产率也最高,为24.8%,且油相中芳香烃的相对含量在99%以上;其他加氢催化剂对酚类的转化效率相对较低,较多酚类的存在导致裂化阶段的催化剂快速失活,加氢共裂化的油相产率明显降低。     

二氧化碳捕获与封存技术进展及存在的问题分析

论述了国内外二氧化碳捕获与封存（CCS）技术的进展,分析了CCS技术发展存在的问题和潜在风险。CCS技术是最具发展潜力的大规模二氧化碳减排技术,世界上许多国家和公司都开展了相关的研究探索与实践工作。预计随着该技术的逐渐成熟,在进一步降低成本、解决可能出现的泄露、公众认知不够等风险与障碍后,应用前景将极为广阔。今后,CCS技术的发展应更重视国际间合作,该技术的应用,可以减缓全球气侯变暖趋势。     

秸秆合成气催化合成甲醇催化剂优化试验研究

生物质能是一种可再生能源,为了研究秸秆类生物质转化为燃料甲醇以有效地利用生物质能,采用热化学方法在下吸式固定床气化炉中生产低热值燃气,对该燃气进行脱硫、脱氧、焦油催化分解、纯化、配氢等优化试验,制备出秸秆合成气。在直流流动等温积分反应器中进行了催化合成甲醇的试验,在235℃和5MPa条件下进行了催化剂种类及粒度对合成甲醇的影响试验。试验结果表明:合成甲醇的适宜催化剂型号为C301,最优化颗粒粒度为0.833mm×0.351mm,该研究为生物质(秸秆)气催化合成甲醇的深入研究提供了基础数据。     

二氧化碳合成碳酸二甲酯催化体系及活化机理的研究进展

综述了二氧化碳合成碳酸二甲酯催化体系的研究。碳酸二甲酯催化体系主要包括以铜-镍、烷氧基化合物、碳酸钾、氧化锆为主的催化剂和以分子筛、醋酸原三酯和乙缩醛为主的脱水剂。该反应的机理是催化剂活化甲醇,生成M-O-CH3物种,二氧化碳插入到M-O-中间,形成M-O-C(O)-O-,再与-CH3结合,生成碳酸二甲酯。     

燃煤电厂二氧化碳捕捉技术进展研究

在中国能源供应结构仍以化石能源为主、电力供应仍以燃煤电厂为主的状况下,为实现碳中和的目标,二氧化碳捕捉技术作为可能的兜底技术仍具有重要的意义.通过对主流的二氧化碳捕捉技术的原理和特点进行系统梳理,得出了富氧燃烧技术尤其是化学链燃烧技术、氧化钙循环捕捉技术与燃煤电厂的工艺耦合性好、成本相对较低,适用于燃煤电厂存量市场的技...     

CuO-ZnO-Al_2O_3/蒙脱土催化二氧化碳加氢合成二甲醚

采用盐酸酸化的蒙脱土负载共沉淀法制备的CuO-ZnO-Al2O3,制备了CuO-ZnO-Al2O3/蒙脱土催化剂,用BET、FT-IR和XRD对催化剂结构进行了表征,并在固定床微型反应器中研究了其对二氧化碳加氢制备二甲醚的催化活性,在反应混合气空速为1 600 h-1,蒙脱土∶CuO-ZnO-Al2O3=3∶7(质量比)的条件下,测定了酸化浓度、反应温度、压力和H2/CO2体积比对催化活性的影响。结果表明,用1 mol/L HCl酸化蒙脱土,反应温度为545K,反应压力为3 MPa,H2/CO2体积比为3时,CO2的单程转化率达到26.5%,二甲醚的选择性和收率分别为16.7%和4.4%,甲醇和二甲醚的总收率达到15.7%。     

日本三井化学建设二氧化碳转化甲醇示范装置

2008年8月25日，日本三井化学株式会社宣布，将投资1360万美元建设一套二氧化碳转化为甲醇的示范装置，该装置将实现从甲醇制取基础石化产品，同时减少二氧化碳的排放。据悉，这将是全球首套实现将二氧化碳转化为的甲醇的装置。这意味着诺贝尔化学奖得主乔治·奥拉教授预言的“甲醇经济”从理论到实践的重要突破。在日本，三井化学位于大阪的工厂每年大约排放150～160t二氧化碳，     

掺杂H2和CO2对二甲醚燃烧的耦合化学作用研究

对掺杂H2和CO2的二甲醚预混火焰进行研究,分析H2和CO2的化学效应对二甲醚燃烧火焰温度、主要产物、中间产物和自由基的耦合影响。结果表明,在10%H2条件下,CO2浓度越高,其化学效应对温度下降,二甲醚消耗,乙炔、甲醛、乙醛及H生成的抑制作用越强,对O、OH生成的促进作用也越强;H2的化学效应对温度升高和二甲醚燃烧的促进作用随CO2浓度升高而增强,对H生成的促进作用随CO2浓度升高而减弱,对O、OH、乙炔、甲醛及乙醛生成的促进作用与CO2浓度无关。     

超临界二氧化碳发电系统研究进展

发电系统是新能源发电的热点研究方向之一,本文系统地论述了该发电系统的原理和特点、发展历程、前沿技术和应用前景,指出先进密封技术、高温高压回热器设计技术和闭式循环系统控制技术等为目前存在的技术难点,并从循环机理分析、系统总体设计和关键部件设计等方面对未来发展趋势进行展望。     

二氧化碳捕获与地质封存项目进展及启示

CCS技术已成为温室气体减排的关键技术之一,美国、加拿大、澳大利亚及一些欧洲国家都投入大量资金积极开展相应的发展计划。在未来10年内,CCS技术的研究将聚焦于降低成本、提高捕获率和评价不同封存方式的优劣等方面。从目前来看,各国CCS优先发展方向大致相似,捕获技术主要集中在发电厂CCS技术利用;封存技术主要集中于驱油、驱煤层气及深部咸水层封存方面。不过,具体的技术方向也有所差别。CCS技术将在中国实现未来减排目标中发挥重要作用,但目前研究工作尚处于起步阶段。除了一些共性的问题,我国CCS技术发展还有一些尚需克服的障碍。如缺乏顶层设计与管理,尚未制定发展路线图,缺乏战略性的引导,缺乏系统性的评估;同时CCS技术存在不确定性、成本昂贵。需要研究和制定一套政策和规章制度来保障商业规模的CCS示范与部署,进行体制机制与政策创新,研究和制定中国CCS路线图,做好发电厂和其他工业升级或配备CCS的准备,同时应加强国际合作。     

中国城市二氧化碳排放研究

城市CO2排放占全球人为排放的绝对主体。我国由于城市建制和城市清单系统的不足,导致很难核算真正城市意义的CO2排放量。本文建立狭义城市边界和城市碳排放范围,并且基于GIS模型,初步核算了2005年中国地级市CO2直接排放(尺度1)和CO2总排放(尺度1+尺度2),分别为17.70亿t和27.34亿t,直接排放占总排放的64.73%。中国地级市CO2总排放占当年全国总排放量的48.90%。     

甲醇柴油双燃料发动机二氧化氮排放后处理方案研究

研究了柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalysts,DOC)方案和选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)与DOC的组合方案(SCR+DOC)对柴油机掺烧甲醇时排放的影响。试验结果表明,DOC促使NO2比例恢复至柴油机排放水平,且显著降低了甲醇排放,但对甲醛的净化效果不够理想;SCR+DOC方案在保持NO2比例处于柴油机常规水平的条件下,完全消除了双燃料发动机的甲醛和甲醇排放。针对各阶段NO2比例的变化现象,先后分析了燃烧温度和排气温度下相关可逆反应的标准吉布斯自由能变,阐明了各阶段的主要反应及进行方向。针对SCR+DOC方案促进甲醇完全氧化的可能原因,结合相关研究进行了讨论。     

生物质焦油制备多级孔碳及其二氧化碳吸附性能研究

以生物质焦油为前驱体,ZnCl₂为活化剂,通过一步简易活化制备具有发达孔隙结构的多孔碳,并开展在CO₂吸附方面的应用研究。结果表明,产物表面N含量可达5.22wt.%,其中吡啶氮占比高达71.68%,具有孔隙率可调节和比表面积高（达827.040 m²/g）等特点。当生物质焦油与ZnCl₂质量比为1∶4,活化温度为800℃时,吸附剂表现出最佳CO₂吸附性能,其在273 K和298 K的吸附量分别为2.52 mmol/g和1.64 mmol/g,初始等量吸附热为33.84 kJ/mol,相应的CO₂对氮气选择性分别为4.2和1.9。本研究为CO₂分离和储存提供了一种原料来源广泛且兼具可再生特点的炭基吸附材料,同时也为生物质焦油资源化利用开辟了新思路。     

水电解制氢技术的进展及其在煤制甲醇中的应用

介绍了水电解制氢的传统工艺和水电解制氢研究开发动态和发展趋势,展示了太阳能光解水制氢和太阳能光催化水解制氢的研究进展。重点提出了水电解制氢在煤炭气化制甲醇工艺中的应用。介绍了煤气化配水电解氢制甲醇的基本原理,提出了水电解生产流程,并进一步提出了此工艺的工程设想,建议采用壳牌煤气化工艺（SCGP）配水电解氢合成甲醇联产流程,其优点是可实现煤炭中碳元素组分的充分利用,免去传统甲醇工艺中大量的CO2排放。最后建议对该创新工艺设想进行循序渐进的开发,以尽快实现工业化推广应用。     

征收碳税对我国二氧化碳减排的影响

我国的大气污染问题亟需大力整治,调整以煤为主的能源结构是根本途径,体现环境成本与征收碳税是重要方法之一,且在国外已有成功经验.本文利用联立方程模型,通过假设不同碳税征收的情景,分析碳税对我国原油、天然气及煤炭消费的影响,继而测算对二氧化碳减排的影响.结果表明,征收碳税可对碳减排起到显著的作用,可促使能源结构向清洁化发展,化石能源消费受到抑制,但受影响程度不同,煤炭消费受影响最大,天然气消费受影响最小.在碳税征收上应采取循序渐进的征收方式,避免对经济和行业发展产生较大冲击.     

Carbon Dioxide Emissions and Carbonation Sensors

Abstract

The gases with higher heat capacities than those of O₂ and N₂ cause greenhouse effects. Carbon dioxide (CO₂) is the main greenhouse gas associated with global climate change. At the present time, coal is responsible for 30–40% of world CO₂ emissions from fossil fuels. There was a higher correlation between the amount of carbon dioxide emission and percentage of carbon in the fuel for all equations. The squares of correlation coefficients were 0.9999, 0.9978, and 0.9995. The gas sensing characteristics of MgO and CaO as the CO₂ gas sensors and CO₂ emission capacities selected carbonaceous fuels have been investigated. It was found that increasing the percentage of carbon in carbonaceous fuel caused CO₂ emission increase. Carbonation is a stabilization of CO₂ by solidification process. The availability of a CO₂ fixation technology would serve as insurance in case global warming causes severe restrictions on CO₂ emissions. In order to prevent rapid climate change, it will be necessary to stabilize CO₂ as carbonate by the carbonation process. The carbonation was carried out using MgO and CaO as CO₂ sensors. The yield of carbonation increased with increasing temperature. The rate of carbonation conversion sharply increased in the initial 20 min and then reduced and reached a plateau value after about 40 min. The carbonation conversion with MgO is higher than that of CaO.     

全球变暖与二氧化碳减排

气候变暖已经成为一项全球性的环境问题,主要是人类使用化石燃料排放的大量二氧化碳等温室气体的增温效应造成的。减缓和控制气候变暖必须建立在合作基础上的全球协调和规划。《京都议定书》的生效是全球治理的开端。本文依据IPCC第三次评估报告与国内外最新的研究成果,说明气候变暖的可能趋势以及对生态系统和社会经济的影响。阐述减缓二氧化碳排放从而控制全球变暖的技术和方法。强调了碳税在减缓二氧化碳排放中的作用。分析气候变暖给我国带来的挑战和机遇并提出对策建议。