微藻的工业应用及固碳强化措施

在“双碳”背景下,利用微藻光合作用固定CO2是一种绿色的碳减排方法,同时也可以实现碳的资源化利用,符合可持续发展战略,是很有前景的降碳技术。文章介绍了微藻在固碳耦合废气废水处理方面及其作为可再生生物质资源,在制备生物柴油、生物氢、生物乙醇等方面的应用,分析了制约微藻固碳及碳资源化利用的瓶颈,探讨了微藻固碳强化措施,以期为微藻固碳技术的发展及碳资源化利用开拓思路。     

碳中和背景下微藻技术对PPCPs的污染控制

在当前碳中和背景下,微藻技术是极具潜力的废水处理技术.药品及个人护理品(PPCPs)是一类新兴的微污染物,由于其持久性和潜在的环境风险,PPCPs已成为全球性问题.基于微藻技术处理含PPCPs废水,不仅能去除废水中PPCPs,获得高附加值微藻生物质,同时有利于碳减排,对实现碳中和具有重要意义.文中分析了碳中和背景下微藻技术处理废水的潜力,通过总结近年来微藻去除废水中PPCPs的相关文献,重点分析PPCPs对微藻生长和代谢的影响,探讨复合污染物作用下微藻的响应规律,并对微藻去除PPCPs过程中所涉及的可能机制进行归纳.最后,对目前基于微藻光合工艺系统进行总结,并提出几点建议和展望.     

精对苯二甲酸生产废水处理与CO2协同利用技术的实践与展望

在全球变暖的严峻形势和我国“双碳”目标的大背景下,本文提出了“化工废水处理与CO₂协同利用”概念,选择精对苯二甲酸（PTA）生产废水处理与CO₂协同利用生产微藻生物质,开展了实验室研究和为期124天的中试试验。实验结果表明,实现了PTA生产废水COD去除率达到92%以上,对CO₂（体积分数10%）捕集率达到93%以上,CO₂捕集强度为9~11kg/t废水。产生的剩余生物质通过热裂解处理,生物质热裂解率>95%。通过闭环的碳转化,利用体系处理,利用废水、气体和固体中的碳,实现了从“无用碳”到“可用碳”的转化,为化工企业的碳中和目标提供了新的思路。     

地质CO2封存技术发展现状与比较

在全球变暖的形势下,CO2的减排成为热议话题.为应对气候变化,我国提出"二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和"等庄严的目标承诺.而CO2的捕集利用与封存(CCUS)是实现碳中和与碳达峰的重要手段.就地质CO2封存技术的发展现状做出简要介绍,包括油气藏封存CO2技术,煤层封存CO2技术,...     

微藻生物固碳法在煤电碳减排应用的研究进展

概述了煤电碳排放及烟气碳减排技术发展现状,从藻种选育、光反应器开发、产业化模式探索三方面阐述了微藻固碳技术的研究进展,分析对比了平板式、管式、垂直柱式光生物反应器的工程化应用的适用性,进一步探讨了耦合烟气减排、污水处理、微藻能源和藻体大宗产品的微藻商业化减排模式,展望微藻固碳在煤电减排工程化应用中广阔的前景。     

面向双碳的低碳水泥原料/燃料替代技术综述

在碳达峰、碳中和背景下,水泥等建材行业能耗高、排放高、产能过剩,面临巨大挑战。从水泥行业现有CO₂减排技术出发,分析了水泥低碳生产方式的原理和现状,归纳总结了原料替代、燃料替代和熟料替代技术现状。最后结合国内现状和发展规划,对水泥行业低碳技术进行展望。水泥行业现有CO₂减排技术包括将低碳原料或工业废弃物代替生料中某些成分的原料替代技术;将低碳排放的清洁燃料应用于水泥生产的燃料替代技术;将有凝胶活性的材料添加到混凝土中以节省熟料使用量的熟料替代技术;应用电能和使用燃料时提升能源利用效率的方法和技术以及颇具前景但尚未大规模应用的碳捕集、封存技术(CCS)。原料替代方式是最有效的低碳生产方式,硅酸盐水泥原料中包含大量石灰石,会在水泥生产过程中分解产生烧制熟料必需的CaO和大量CO₂,利用富钙废弃物替代石灰石等高载碳原料,可显著减少CO₂排放,同时提供等量的CaO,用以替代的原料包括电石渣、硅钙渣、钢渣、石英污泥及造纸污泥等,其中不同工业废料对于水泥生产不仅可代替石灰石原料,还可能提供额外效益,如硅钙渣能提...     

化学吸收剂强化微藻固碳研究进展

微藻固碳可缓解因化石燃料燃烧所造成的全球性气候变化和能源危机而受到广泛关注,但固碳效率低是限制其广泛应用的主要障碍,目前,化学吸收剂强化微藻固碳技术逐渐兴起。本文从培养液环境特征和微藻固碳生理生化表型特征两方面对化学吸收剂强化微藻固碳研究进行梳理和总结,其中所涉及的调变参数包括:化学吸收剂种类、添加量、添加方式、添加时期等。最后,评述了现有化学吸收剂强化微藻固碳技术存在的共性问题——作用机制和设计原则不清,并就该问题从微观-介观-宏观3个层面提出解决路径。运用组学分析技术,探究化学吸收剂强化微藻固碳的调控机制和本质原因;结合"光化学-原位微量热"测试技术掌握化学吸收剂强化微藻固碳的共性途径及其变化规律;通过可视化实验方法阐明CO₂供应、溶解、传递和固定之间的平衡关系。实现化学吸收剂的精准调控,提高微藻固碳效率。     

化学吸收剂强化微藻固碳研究进展

微藻固碳可缓解因化石燃料燃烧所造成的全球性气候变化和能源危机而受到广泛关注,但固碳效率低是限制其广泛应用的主要障碍,目前,化学吸收剂强化微藻固碳技术逐渐兴起。本文从培养液环境特征和微藻固碳生理生化表型特征两方面对化学吸收剂强化微藻固碳研究进行梳理和总结,其中所涉及的调变参数包括：化学 吸收剂种类、添加量、添加方式、添加时期等。最后,评述了现有化学吸收剂强化微藻固碳技术存在的共性问 题——作用机制和设计原则不清,并就该问题从微观-介观-宏观3个层面提出解决路径。运用组学分析技术,探究化学吸收剂强化微藻固碳的调控机制和本质原因;结合“光化学-原位微量热”测试技术掌握化学吸收剂强化微藻固碳的共性途径及其变化规律;通过可视化实验方法阐明CO₂供应、溶解、传递和固定之间的平衡关系。实现化学吸收剂的精准调控,提高微藻固碳效率。     

微藻固定转化烟气CO2强化技术

全球气候变暖和能源危机是21世纪影响人类生存发展的重要问题。微藻由于具有利用太阳能、固定CO2并转化为油脂等产物的能力以及环境适应性强、光合效率高、繁殖快等优势,微藻固碳技术有望成为缓解温室效应和能源危机的有效方法之一,但是该技术目前仍存在去除烟气CO2转化油脂效率低的问题。本文分析了微藻固碳过程中碳传递转化途径,介绍了强化微藻固定与转化烟气CO2的技术研究,包括微藻固碳与转化油脂的生物强化、微藻固定CO2的反应器强化、微藻固定与转化CO2技术的耦合,重点讨论了强化微藻固碳与转化的生物技术和膜技术研究现状及存在问题。最后指出微藻固碳的生物技术、膜技术及其他多技术的耦合有望进一步提升烟气CO2的高效固定与转化,是强化微藻固定转化烟气CO2的重要研究方向。     

微藻光合减排燃煤电厂烟气CO2及资源化利用研究进展

微藻光合作用固定燃煤发电厂烟气CO₂及其生物质能源化资源化利用已成为低碳循环的核心技术,是实现我国“双碳”目标有效途径之一。然而烟气中CO₂浓度高(相对自然界藻类生长的空气氛围),且存在易溶酸性气体,如SO₂等,对微藻光合生长及碳转化过程是极大挑战,造成我国微藻捕集烟气CO₂的工程应用非常有限。为促进微藻固定烟气CO₂发展,针对烟气高浓度CO₂和含SO₂等酸性气体的特点,从耐受烟气氛围的高效藻种构建、微藻对高浓度碳的代谢及转化过程调控再到烟气中高浓度CO₂在光生物反应器中的传输及转化过程进行全面综述。小球藻是最有望实现微藻生物固定烟气CO₂的藻种。通过筛选和驯化等方式,小球藻可适应烟气的高碳浓度和一定浓度下酸性气体的胁迫,并保持较高固碳速率。烟气在光生物反应器内溶解传输及引起多相流动是影响微藻固碳性能的关键,强化反应器内的CO₂传输并抑制SO₂酸性...     

新型固碳工艺思路及技术研究

综述了固碳技术的研发历程,从资源化利用的角度看,CO2是一种大存量的“碳源”,化学固碳兼具碳减排和资源化的优势,是未来固碳技术的重点发展方向。基于化学固碳技术存在的问题及已形成的技术成果,将CO2资源化利用工艺与现有新材料合成工艺相结合,提出了以CO2为基础原料深度延伸产业链生产聚碳酸酯,并形成多元化产品结构、具备工业化实施条件的新型固碳工艺。针对新工艺主要涉及到的CO2合成尿素、尿素法DMC、酯交换法DPC、异丙苯法苯酚工艺、离子交换树脂法BPA合成工艺及非光气法PC等生产过程,进行了技术可行性分析。     

碳中和目标驱动下生物质燃料技术研究进展

在碳中和目标的驱动下,炼化企业必须寻找新的路径,大力开发低碳、零碳的炼化新技术。生物基燃料性能与石油基燃料相近,但其全生命周期碳排放大幅降低,以生物质为原料生产替代燃料的技术,正成为炼油厂实现低碳、零碳发展的重要手段之一。本文综述了由生物质原料制碳氢类燃料（b-Fuels）相关技术的研究进展和发展趋势,主要包括无甘油生成的酯交换技术,控制产物选择性的酯交换技术,生物质油热裂解、催化裂解、加氢裂化技术,以及生物质与石油馏分共炼技术等,同时对未来炼化企业实现碳中和的技术发展路径进行了探讨,以期为炼厂转型发展提供思路借鉴。     

碳中和技术的化学原理及发展现状

我国于2021年正式提出将在2060年前实现"碳中和"的目标,这离不开先进的化学工艺对碳中和技术的改良和创新。目前常见的实现碳中和的技术有能源结构的变革、碳捕获-转化一体化、CO_2资源化利用,文中揭示了这三种碳中和技术的化学原理并梳理了它们的发展现状,并提出CCUS技术副产氢的利用、氢气耦合CO_2高附加值化学品的制备和CO_2资源的矿产化的相关展望。     

双碳背景下CCUS技术发展现状及展望

双碳背景下,碳捕集利用与封存技术(CCUS)是实现碳中和的关键技术之一。本文综述了CCUS各环节的技术路线和发展趋势,并对CCUS进行了展望,总结了我国碳减排面临的问题并提出相关建议。近年来,我国CCUS技术取得了较大进展,然而在捕集、运输、封存和利用等环节的技术水平仍处于研发示范阶段。仍面临技术不成熟、运行成本高、环境影响不明确、政策法规不完善等问题,需要从技术研发、政策法规支持等方面推动CCUS发展。未来我国仍需进一步加大对CCUS技术的研发、推广和示范,为早日实现碳中和提供技术支撑。     

我国水泥工业碳达峰与碳中和前景展望

本文从全球碳排放概况、全球水泥工业碳排放形势、我国水泥工业碳排放形势及我国碳达峰与碳中和政策入手,结合欧洲2030年碳减排路线图和2050年碳中和路线图,详细介绍了水泥CO2排放核算方法、水泥碳达峰与碳中和的影响因素、实现碳达峰与碳中和的途径及国内外CCUS案例.建议碳中和参考欧洲5C边界方案;预估我国水泥行业碳达峰应...     

中国碳中和目标下CO2转化的思考与实践解析

在我国社会全面发展的当下,“低碳环保+绿色发展”成为我国社会发展的重要战略。全球变暖已经成为全世界关注的重要环境问题,地球是人们赖以生存的家园,全球变暖与温室效应,已经成为破坏地球生态环境的元凶。社会发展无法脱离碳排放,尤其是在绿色技术、绿色能源发展迟缓的年代,想要实现国家经济发展,就需要能源消耗。据调查,我国是世界上最大的二氧化碳排放国,排放量占全球约28%,我国也是世界上最大的能源消费国和温室气体排放国。本文将针对碳中和目标内涵进行详细分析,探究出中国碳中和目标下CO₂转化方法以及中国碳中和目标下CO₂转化实践策略。     

水泥工业与生物能源生产及应用技术初探

本文就目前国际上以藻类生物质为载体、以太阳能为动力循环利用烟道气中CO2的相关技术,作了相应的综述分析和介绍,并结合水泥生产过程中的资源条件以及国际上能够提供的藻类生产技术与投资情况,探讨和评估了水泥生产企业利用该项技术,实现节能减排的可行性和投资情况。     

焦炉煤气综合利用及CO_2减排潜力分析"

焦炉煤气是我国特有的能源和化工原料气,我国每年副产大量的焦炉气,其综合利用对于焦化企业的节能减排具有重要意义。本文综述了目前我国焦炉煤气的各种综合利用方式,包括焦炉气制甲醇、发电、制天然气等。结合焦化企业现场调研采样分析了焦炉气的典型组成、缺省碳含量及燃烧利用碳氧化因子。结果表明我国焦炉气的缺省碳含量明显低于政府间气候变化专业委员会(IPCC)的缺省值,焦炉气燃烧利用的碳氧化因子为1。同时分析了焦炉气综合利用对CO_2减排的贡献及潜力,指出我国富余焦炉煤气的综合利用,尤其是制化学品等对于节能减排潜力巨大。     

碳中和目标下可再生能源的3种应用模式

介绍了当前CO₂催化氢化技术,跟踪最新CO₂转化研究进展,提出化工园区多能互补的CO₂转化循环系统。采取铁配合物Fe-PNP催化氢化CO₂代替传统贵金属催化剂,高效制备甲醇和甲酰胺,实现了氢、电、碳、热、水的多能互补。海岛环境下,通过海洋养殖贝类、藻类等生物固碳,构建兼顾发电、经济养殖、以种植海水稻供粮的耦合结构。利用可再生能源的余电进行黑碳提取和回收并将其施入土壤,改善土壤肥力,增加绿色植物种植面积,提出了通过植物的光合作用吸碳的构想。最后对可再生能源实现碳中和的途径和方案进行了展望。     

面向“双碳”目标流程的离子膜电渗析：机遇与挑战

逐渐加剧的温室效应以及高盐废水的大量排放给环境带来了很大的负担,碳达峰和碳中和政策要求形成绿色生产生活方式以及加强对资源综合利用,这对实现碳减排具有积极指导作用。而选择对高盐废水进行资源化回收的方式以及开发高效的碳捕捉技术有利于增强碳减排过程。离子膜电渗析因其独特的分离特性可实现对高盐废水的浓缩淡化、分离回用。为了降低温室效应,可采用淡化回收高盐废水和高效捕捉CO₂相结合的方式降低CO₂浓度,实现碳达峰和碳中和的目标以及对废水的零排放。本工作综述了以离子膜电渗析为基础的传统电渗析、双极膜电渗析、反向电渗析、置换电渗析、选择性电渗析和冲击电渗析等六种电渗析技术的工作原理,以及他们在碳捕捉转化和废水资源化方面的应用进展。展望了新型离子膜电渗析在处理高盐废水的应用前景,同时指出新型离子膜电渗析技术在降低碳排放方面的限制与挑战,最后为新型电渗析技术实现低碳排放提供新思路。