燃烧后二氧化碳捕集技术与应用进展

二氧化碳是主要的温室气体之一，其大量排放已对全球的气候环境造成严重影响，迫切需要开发经济有效的碳捕集技术。目前，碳捕集技术主要有吸收分离法、吸附分离法、膜分离法和低温分离法。首先，介绍了碳捕集技术的发展现状、应用研究进展和未来发展趋势；总结了国内外碳捕集示范项目；重点对比了各碳捕集技术的优势与缺点，同时强调了捕集技术面临的困难与挑战；指出目前主要的碳捕集技术均难以独立实现高效、节能、经济的碳捕集分离，需针对不同的应用场景，选择适合的分离技术，并提出了适用分离场景的应用建议；最后，简要介绍了混合捕集技术的研究成果，提出混合捕集技术可能是一种突破单一捕集技术瓶颈的可行方法。     

二氧化碳捕集技术研究进展

在“碳达峰、碳中和”的双重任务下,CO₂捕集已经成为今后工业发展的必然趋势。分别介绍了燃烧前捕集、燃烧后捕集以及富氧燃烧技术,并总结了相关技术还存在的问题。同时,系统地总结了国内外主要的CO₂捕集方法,分析了不同捕集方法的优缺点,并针对不同行业提出了合理的捕集方法。其中,重点介绍了溶液吸收法,通过对现有吸收液存在的能耗高、易挥发、毒性大的问题,提出了今后溶液吸收法的主要发展方向,并针对现有吸附法存在的问题提出开发新型低温、低压、低成本的固体吸附材料及相关工艺的研究思路。     

高压膜吸收天然气脱碳研究进展

综述了近年来高压膜吸收技术在天然气脱碳过程中的应用和研究进展,对膜材料、吸收剂、操作条件、过程模拟及膜润湿等方面进行了介绍和探讨,并展望了该技术的发展趋势与方向。     

二氧化碳捕集技术研究进展

随着全球工业的快速发展,二氧化碳的大量排放被认为是造成气候变暖最主要原因,二氧化碳的捕集和封存已经成为研究的热点,本文综述了近年来CO2捕集技术的研究进展,主要有燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧三条技术路线,最后提出了可以提高二氧化碳捕集能力的策略与展望。     

变压吸附脱碳技术在高含二氧化碳天然气开发应用

论述变压吸附工艺技术在天然气脱碳处理方面应用。     

离子型有机多孔聚合物的制备及其烟气脱硫耦合脱碳性质

高效经济地消除燃煤烟气中的SO₂和CO₂对生态环境具有重要意义,但开发具有高捕集能力、高选择性和良好稳定性的吸附剂仍然是一个挑战。本文通过靛红与芳香族单体(三蝶烯)在超酸性条件下反应得到了性质稳定的有机多孔聚合物吸附剂PPN-1,并对PPN-1季胺化以及离子交换获得离子型多孔聚合物PPN-1-OH。由于两种有机多孔吸附剂拥有合适的BET表面积、丰富的微孔孔道以及大量的富电子基团,PPN-1和PPN-1-OH对SO₂和CO₂具有很强的亲和力。尤其是离子型有机多孔聚合物PPN-1-OH显示出超高的静态吸附能力,在298K、0.1MPa下其SO₂的吸附量高达13.09mmol/g,超过了此前报道的多孔材料。基于瞬时吸附速率,理想吸附溶液理论模拟和固定床穿透实验的研究证明PPN-1-OH具有卓越的SO₂动态吸附容量和选择性。在三组分混合气体(SO₂/CO₂/N₂=0.2/9/90.8,体积比)动态固...     

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。     

二氧化碳的捕集分离技术的研究进展

减少CO2排放是缓解全球变暖的有效途径,如何将CO2从混合气体中捕集并分离是减少CO2排放的前提和基础。文章对国内外的CO2分离技术进行了综合阐述,并分析了各种分离技术的存在的问题,为以后的研究提供方向。     

二氧化碳捕集技术研究进展

结合目前二氧化碳捕集技术的发展现状,对二氧化碳捕集方法进行深入研究,在此基础上,对二氧化碳捕集机理进行深入分析,为推动二氧化碳捕集技术的进一步发展奠定基础。     

Polyurethane-based poly (ionic liquid)s for CO2 removal from natural gas

Carbon dioxide separation from CH₄ is important to the environment and natural gas processing. Poly (ionic liquid)s (PILs) based on polyurethane structures are considered as potential materials for CO₂ capture. Thus, a series of anionic PILs based on polyurethane were synthesized. The effects of polyol chemical structure and counter-cations (imidazolium, phosphonium, ammonium, and pyridinium) in CO₂ sorption capacity and CO₂/CH₄ separation performance were evaluated. The synthesized PILs were characterized by NMR, DSC, TGA, dinamical mechanical thermo analysis (DMTA), SEM, and AFM. CO₂ sorption, reusability, and CO₂/CH₄ selectivity were assessed by the pressure-decay technique. The counter-cation and polyol chemical structure play an important role in CO₂ sorption and CO₂/CH₄ selectivity. PILs exhibited competitive thermal mechanical properties. Results showed that PILPC-TBP was the best poly (ionic liquid) for CO₂/CH₄ separation. Moreover, poly (liquid ionic) base polyol (polycarbonate) with phosphonium (PILPC-TBP) demonstrated higher CO₂ sorption capacity (21.4 mgCO₂/g at 303.15 K and 0.08 MPa) as compared to other reported poly (ionic liquids). © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 47536.     

天然气膜法脱硫实验研究

利用膜分离技术对天然气中的H2S进行处理。考察膜两侧压力差、进气流量、气体温度、H2S浓度等操作参数对脱硫效率和烃损失率的影响。结果表明,膜分离技术可以使天然气得到脱硫净化,使硫含量控制在5 mg/m3以内,达到输送或使用标准;但若利用单级膜组件进行脱硫,烃损失率很大,经济性得不到保障。下一步的工作是筛选出分离性能更好的膜进行实验,并进行部分物料循环级联设计,提高烃回收率。     

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。     

液-液相变溶剂捕集CO2技术研究进展

化学溶剂吸收法是最有应用潜力的燃烧后二氧化碳脱除技术之一,较高的溶剂再生能耗阻碍了其进一步的工业应用。液-液相变溶剂由于具有降低吸收再生能耗的潜力,成为新型吸收剂的研究热点。综述了液-液相变溶剂的研究现状,从溶剂组成及其相变机理角度出发,将液-液相变溶剂分为热致相变溶剂、有机胺-低吸收速率胺溶剂、化学-物理溶剂、有机胺-离子液体溶剂四类吸收剂,分别介绍各类溶剂的研究进展,重点阐述其吸收性能及相变机理,并分析比较了各溶剂的优缺点。分析表明液-液相变溶剂节能潜力较大,今后的研究工作应侧重于相变溶剂的设计原则及分层机理的深入探讨。     

天然气重整制氢新技术的研究进展

介绍了天然气重整制氢新技术,包括选择性透氢膜,选择性透氧膜,化学循环以及CO2吸收的研究进展,介绍了4种新技术应用于制氢装置中的概念设计,并比较了4种技术的优缺点。     

天然气中二氧化碳脱除技术

本文介绍了脱除天然气中二氧化碳的几种经济可行的工艺技术,即醇胺溶液化学吸收（MDEA）法、膜分离法、变压吸附法和低温甲醇吸收法。     

CO2/CH4高分子气体分离膜材料研究进展

气体膜分离法正在成为分离CO2/CH4体系的一项重要技术。概括介绍了该领域国内外的主要高分子膜材料的研究进展,重点介绍了聚酰亚胺膜和促进传递膜材料,并提出了膜材料的改进方向,以期为制得更好的膜提供帮助。     

Mixed oxygen ionic-carbonate ionic conductor membrane reactor for coupling CO2 capture with in situ methanation

CO₂ methanation is one of the vital reactions to utilize CO₂ and realize power to gas process. To decrease the CO₂ capture cost and alleviate the hot spots during the strong exothermic methanation reaction, here, we report a coupling of CO₂ capture process with in situ CO₂ methanation process through a ceramic-molten carbonate (MC) dual phase membrane reactor over the Ni-based catalyst. The performance of the membrane reactor was systematically investigated and compared with the traditional fixed-bed reactor. The results show that the performance of the membrane reactor is higher than that of the fixed-bed reactor, since the produced steam through the methanation process can be partially removed through the dual-phase membrane, which promotes the reaction shift to right side. A stability test shows no obvious degradation within 32 h. These results indicate that the membrane reactor is promising for coupling CO₂ capture with in situ methanation process.     

二元复合溶液脱除烟气中CO2的过程模拟与评价

为探究吸收容量大、再生能力较强的吸收剂复合吸收燃烧烟气中CO₂的性能,采用N-甲基二乙醇胺-哌嗪（MDEA-PZ）、碳酸钾-哌嗪（K₂CO₃-PZ）以及氨水-哌嗪（NH₃-PZ）3种二元复合溶液,基于Rate-based模型对其进行脱碳性能过程模拟。以吸收剂的摩尔流量、温度以及摩尔分数配比（X∶PZ）3个因素进行单因素研究,并在此基础上采用正交试验的方法得出最佳工艺方案。结果表明,随着吸收剂的摩尔流量上升、温度下降以及吸收剂中PZ摩尔分数上升,CO₂吸收效率呈上升趋势。在最佳工艺方案中,K₂CO₃-PZ二元复合溶液最佳吸收温度为40℃,MDEA-PZ和NH₃-PZ两种二元复合溶液最佳吸收温度为30℃;3种二元复合溶液最佳摩尔流量为3.5×10⁵kmol/h,最佳摩尔分数配比为60%∶40%。在各自最佳工艺以及其他条件相同的情况下,吸收CO₂性能的优劣依次为MDEA-PZ、NH₃-PZ以及K₂CO₃-PZ。