水合物法分离回收烟气二氧化碳研究进展

CO2的大量排放导致温室效应日趋严重。如何有效分离回收CO2资源,使之变废为宝,成为世界各国研究人员共同关注的问题。现有的分离技术普遍存在能耗大,投入高的缺点。水合物法分离回收CO2技术是一种新型的分离技术,该技术以其独特的优点成为近年来的研究热点。阐述了其基本分离原理、国内外研究现状和亟待解决的问题。     

二氧化碳膜分离技术

分离CO2是当前能源和环境领域最重要的课题之一,与传统方法相比,膜分离法由于具有投资少、能耗低且环境友好等优点备受关注。介绍了CO2膜分离技术的原理、传递机制、工艺流程,着重论述了国内外各种CO2膜分离技术的工作原理、研究现状,应用条件及优缺点,并对各种膜的发展方向进行了展望。     

超临界CO_2技术的应用和发展新动向

综述了超临界CO2技术在分离工程、化学反应工程及材料制备中的应用现状。重点介绍了超临界CO2与膜技术的联用和超临界流体色谱等新型分离方法。对超临界CO2在化学反应工程中作为反应介质及反应原料参与的反应进行了介绍。综述了利用超临界CO2进行材料制备的方法(如超临界辅助雾化法等),并对超临界CO2技术的发展趋势和动向进行了展望。     

超临界CO2萃取釜密封结构的设计

超临界CO2 萃取是一种新兴的分离技术。文中介绍了国内外用于超临界CO2 萃取釜的快开式密封结构。在消化与创新的基础上研究了超临界CO2 萃取釜的快开式高压密封结构 ,提出了可供实际应用的模式。对临界CO2 萃取设备的数学模拟放大与优化设计进行了论述 ,为超临界CO2 萃取技术的工业化应用奠定了基础     

CO2回收和捕集技术及应用新进展

主要介绍几种CO2回收利用方法：溶剂吸收法,变压吸附法,有机膜分离法和催化燃烧法。评述了CO2捕集技术及应用：脱除CO2新溶剂、基于氨的新工艺、CO2吸附技术、易于CO2捕集的纯氧燃烧、分离CO2的膜法技术以及CO2制取碳酸氢钠技术。     

水合物法模拟烟气分离CO_2的研究

利用自主研发的水合物法气体分离装置研究从烟气中分离CO2的工艺,考察了操作压力和气液流速率对分离过程中气体消耗量,CO2的分离效率以及水合物在浆液中的饱和度等参数的影响。结果表明,在一定条件下,利用分离装置可以实现大量处理烟气并分离提纯CO2,当模拟烟气为物质的量比为17/83的CO2/N2混合气时,一级分解气中的CO2的物质的量分数提高至约60.0%,二级分解气中CO2的物质的量分数可达约90.0%。     

靖边气田硫磺回收装置尾气中CO2回收技术的调研及探讨

温室气体排放导致的全球气候变暖正引起国内外的关注,由于主要的温室气体CO2多数来自于人类活动以及化工和能源工业,因此CO2的减排技术引进应用势在必行。本文主要针对采气一厂硫磺回收尾气的特点开展了尾气中H2S的脱除技术、CO2分离回收技术及CO2液化技术的调研工作,并初步确定了适合采气一厂硫磺尾气特点的CO2回收工艺及预期效益预测,为采气一厂CO2减排提供了技术支持。     

变压吸附法制取高纯度一氧化碳置换特性研究

考察了CO与杂质CO2、CH4二元及三元气体混合物在NA型络合吸附剂上的动态吸附及分离提纯CO的过程,测定了不同混合物吸附时,纯CO置换吸附床层的置换率、产品CO纯度、杂质分压三者的关系。并对所测数据进行了拟合,结果表明拟合结果跟实验数据吻合较好。还测定了气体中的微量O2对CO的动态吸附的影响。研究结果可为含CO、CO2、CH4气体混合物吸附分离和提纯CO提供可靠的依据。     

温室气体的地下埋存及资源化利用研究进展——中国应大力提倡把CO2注入油气藏,达到温室气体减排和提高油气田产收率的双重目的

温室气体在地下埋存及资源化利用技术研究的主要内容包括CO2捕集技术、CO2的埋存技术和CO2提高石油采收率与地质埋存一体化技术等。我国油田的特点是陆相沉积,储层非均质性严重,断层发育,生油物源复杂,原油黏度高、含蜡量高,需针对这些特点研究温室气体在地下埋存及资源化利用的科学问题。目前,国家重大基础研究课题《温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存》已建立了适合中国地质特点的CO2埋存标准及潜力评价体系、CO2埋存地质学理论、CO2地下埋存的监测理论和技术、工业废气中CO2分离／富集理论和技术以及CO2的防腐、防垢等工程技术理论和方法,发展了注CO2采油过程中的多相多组分相态理论、CO2驱替过程中多相多组分非线性渗流理论,明确了煤的O2／CO2循环燃烧原理及污染物协同脱除机理。该技术在吉林油田的示范区建设取得了重要进展,预计试验区可比水驱提高采收率10％以上．     

二氧化碳薄膜分离技术

使用CO2提高原油采收率的三次采油工程增加很快,这就给气体净化提出了新课题,CO2薄膜分离是以各种气体在薄膜材料中的渗透率不同来实现CO2与其他气体的分离,用于CO2分离的薄膜分离器有两种：中空纤维管束式和螺旋卷板式薄膜分离器,目前薄膜分离装置必须与其他CO2工艺结合使用,而且主要用于CO2含量高达70－80％的情况,因此,这项技术还有待于不断完善,此外,笔者还介绍了三个应用实例。     

Accurate estimation of CO2 adsorption on activated carbon with multi-layer feed-forward neural network (MLFNN) algorithm

Global warming due to greenhouse effect has been considered as a serious problem for many years around the world. Among the different gases which cause greenhouse gas effect, carbon dioxide is of great difficulty by entering into the surrounding atmosphere. So CO₂ capturing and separation especially by adsorption is one of the most interesting approaches because of the low equipment cost, ease of operation, simplicity of design, and low energy consumption.In this study, experimental results are presented for the adsorption equilibria of carbon dioxide on activated carbon. The adsorption equilibrium data for carbon dioxide were predicted with two commonly used isotherm models in order to compare with multi-layer feed-forward neural network (MLFNN) algorithm for a wide range of partial pressure. As a result, the ANN-based algorithm shows much better efficiency and accuracy than the Sips and Langmuir isotherms. In addition, the applicability of the Sips and Langmuir models are limited to isothermal conditions, even though the ANN-based algorithm is not restricted to the constant temperature condition. Consequently, it is proved that MLFNN algorithm is a promising model for calculation of CO₂ adsorption density on activated carbon.     

注二氧化碳提高煤层气采收率数值模拟

随着全球温室效应的逐渐增强,CO2的处理已成为各国关注的问题。在煤层气开采中,利用CO2提高煤层气采收率也成为研究热点。针对煤层气开发过程中的产气量低的问题,从物理模拟方法和数值模拟角度出发,进行了CO2置换煤层气的等温吸附实验以及置换过程中的浓度测定研究,并对山西晋城地区运用ECLIPSE软件进行了数值模拟研究。研究结果表明,CO2能提高煤层气的产量和采收率,使产量保持稳定,采收率高达94%,同时也能有效地减少CO2的排放,缓解温室效应。     

C2H4,CO2在分子筛上的吸附与分离

为回收利用石化生产装置的排放气和尾气中的Ｃ２Ｈ４,在Ｃａｈｎ－２０００电子天平上,采用重量法测定了Ｃ２Ｈ４、ＣＯ２气体在５Ａ分子筛和碳分子筛吸附剂上的吸附等温线和吸附速率曲线。结果表明,用碳分子筛作吸附剂,利用ＣＯ２的吸附速率远大于Ｃ２Ｈ４的吸附速率,可实现两种气体之间的分离。在双塔变压吸附分离装置上进行了Ｃ２Ｈ４－ＣＯ２气体混合物的分离试验,考察了吸附时间、吸附压力等条件对吸附分离性能的影响。结果表明,碳分子筛可有效地吸附脱除混合气中的ＣＯ２。     

不同注采方式下CO2埋存与驱油效果优化评价

工业和人类生活过程中产生的温室气体CO₂排放量日益增加,由此导致的空气污染和温室效应正在严重地威胁着人类赖以生存的环境。实行CO₂高效利用与地质埋存相结合的一体化技术思路是缓解环境污染压力、提高石油采收率的有效途径。针对这一问题,建立了目标函数,并应用商业软件对注CO₂驱的9套注采方案进行了数值模拟对比研究。结果表明：溶剂驱比纯CO₂驱的采收率更高,但减少了CO₂的埋存量;进行溶剂驱或水气交替驱到CO₂驱的转换可以使目标函数值更大;井控方法是CO₂埋存与EOR的最优方法,该方法累计产油量最大,储集的CO₂也最多。这些结论为油田三次采油提供了技术参考,也为减排CO₂提供依据。     

制氢装置尾气中二氧化碳的回收和利用

二氧化碳是重要的温室气体，可导致生态环境恶化；但二氧化碳又是宝贵的碳资源，广泛应用于石油开采、食品工业、机械加工等领域，对排放的二氧化碳进行回收和利用已成为世界各国关注的问题。本文概述了二氧化碳的应用和回收技术，介绍了中国石油锦西石化分公司15kt／a二氧化碳回收装置以制氢装置尾气中二氧化碳为原料，生产高纯度液体二氧化碳产品的情况。     

含二甲醚二元体系相平衡计算及对分离流程的影响

二甲醚被认为是新世纪的清洁燃料 ,本文针对二甲醚生产过程中的分离部分 ,采用NRTL方程关联计算了相关的二元体系的相平衡 ,并对分离流程的各种影响因素进行了讨论。分离流程的主要目的是将二甲醚和二氧化碳分开 ,甲醇的存在有利于提高二甲醚在溶液中的溶解度 ,但不利于二甲醚和二氧化碳的分离效果     

Semicompletion time of carbon dioxide uptake in the process of gas hydrate formation in presence and absence of SDS and silver nanoparticles

Carbon dioxide emission to the atmosphere is one of the main causes of the current global warming. Therefore, capturing this greenhouse gas is very important. The effect of sodium dodecyl sulfate (SDS) and silver nanoparticles on semicompletion time (t_95%) of carbon dioxide uptake in the process of gas hydrate formation is investigated in this communication. The tests were performed at temperatures of 273.65 and 275.65 K and initial pressures of 2 and 3 MPa in a 460 cm³ stirred batch reactor. Experimental measurements show that utilization of SDS and silver nanoparticles decreases the semicompletion time of carbon dioxide uptake considerably. The addition of SDS with concentration of 500 ppm and silver nanoparticles with concentration of 45 μM at p = 2 MPa and T = 275.65 K, respectively, decreases the semicompletion time of carbon dioxide uptake 136.09% and 152.88%, compared to pure water. Investigating the effect of temperature on the amount of t_95% in the presence and absence of tested additives shows that this kinetic parameter decreases by increasing the temperature from 273.65 to 275.65 K.     

孔结构对活性炭吸附CＨ4和CO2 的影响

高比表面积活性炭不仅具有良好的吸附存储能力，还具有优良的吸附分离性能。为此，选择了3个活性炭样品，利用77 K氮气吸附数据，采用一种基于简化局部密度函数的方法来计算孔径分布，并用体积法测定了活性炭在298 K对甲烷和二氧化碳的吸附等温线。研究表明，M6-4、K17和BY-1这3个活性炭样品的比表面积基本相同（分别为2117 m^2/g、2123 m^2//g和2073 m^2//g），但孔径分布却明显不同，因而它们的吸附能力有着较大差异。单从吸附量来考虑，活性炭K17更适合吸附存储甲烷。3个活性炭样品对甲烷和二氧化碳的吸附能力有着较大的差异，对于CＨ₄/CO₂的吸附分离过程具有较大的应用潜力。     

Impact of the Goal of Carbon Neutrality on China's Energy Sector

正"Peaking carbon dioxide emissions and achieving carbon neutrality" are China's solemn commitments in the process of global greenhouse gas emission reduction. By reviewing the background of "peaking carbon dioxide emissions and achieving carbon neutrality", this paper analyzes the impacts of the goal on China's energy sector, which are mainly refected in four aspects:(1) accelerating the adjustment of China's energy structure;(2) pushing further improvement of the energy technology innovation system;(3) accelerating the institutional reform in the energy sector;(4) accelerating the high-quality development of China's traditional energy sector.