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。     

燃煤烟气湿法协同脱硫脱碳技术研究进展

燃煤烟气中SO₂和CO₂的处理逐渐向协同脱除方向发展,基于湿法脱硫和脱碳的组合技术因此获得了广泛关注。本文首先系统梳理了梯级（依次）脱硫脱碳技术的重点研究方向,认为SO₂的胺降解作用是该类技术面对的核心问题,但其影响机理尚未形成统一共识。从控制排放和预防降解两个角度出发,分析了强化脱硫技术和胺降解抑制剂对缓解SO₂不利影响的作用。与梯级处理相比,联合（同步）脱硫脱碳技术可基于单一溶剂实现循环吸收-解吸。然后总结了钙法、氨法、胺法等联合脱硫脱碳（联脱）技术的最新进展,梳理并对比了各类吸收体系的原理和工艺设计,其中基于氨水的联脱工艺研究最为成熟。还简述了两类协同脱除技术的优缺点和发展前景。最后,建议对于梯级脱硫脱碳技术未来应重点关注SO₂的胺降解机理及其在开发预防降解措施中的作用,对于联脱技术应加强反应理论和集成工艺建模研究等。     

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。     

三种气体分离技术应用于电厂烟气二氧化碳捕集经济性的比较(英文)

Three gas separation technologies,chemical absorption,membrane separation and pressure swing adsorption,are usually applied for CO2 capture from flue gas in coal-fired power plants.In this work,the costs of the three technologies are analyzed and compared.The cost for chemical absorption is mainly from $30 to $60 per ton(based on CO2 avoided),while the minimum value is $10 per ton(based on CO2 avoided).As for membrane separation and pressure swing adsorption,the costs are $50 to $78 and $40 to $63 per ton(based on CO2 avoided),respectively.Measures are proposed to reduce the cost of the three technologies.For CO2 capture and storage process,the CO2 recovery and purity should be greater than 90%.Based on the cost,recovery,and purity,it seems that chemical absorption is currently the most cost-effective technology for CO2 capture from flue gas from power plants.However,membrane gas separation is the most promising alternative approach in the future,provided that membrane performance is further improved.     

炼厂干气的回收和利用技术概述

炼厂干气的回收和利用是提高资源综合利用和增加企业经济效益的必要手段,如何能高效、可靠地实现干气资源的回收利用已经成为人们关注的一个重要课题。本文从炼厂干气的提浓回收和直接利用两个方面出发,对目前常用的深冷分离、吸收分离和吸附分离等提浓技术以及干气制乙苯、环氧乙烷等直接利用技术进行了概述,介绍了各种技术路线的优缺点和最新进展。各种干气回收利用技术适用的场合有差别,各具特点,炼油化工企业需依据自身的特点,在综合考虑各方面因素的基础上来选择合适的干气回收技术和工艺路线,以得到最佳的经济效益和环境效益。     

羰基合成工业中分离提纯CO的方法

羰基合成工业中使用的分离提纯CO的方法主要有:Cosorb法情况、膜分离法、深冷法和变压吸附法。本文分析了几种分离方法的特点,重点介绍变压吸附法在充矿国泰人工有限公司的应用情况。     

膜吸收法回收烟气中CO_2的过程研究

对膜吸收法回收CO2技术进行了研究,针对膜吸收CO2的特点,筛选出了适合的膜组件和有机胺配方溶液,建立了1套用于连续吸收和解吸试验的模拟装置,并进行了连续试验。研究了气体流量、溶液流量、吸收温度等操作条件对吸收效果的影响,考察了配方溶液在降低碳回收过程能耗方面的优势,在CO2捕集率达到80%时,新配方溶液再生能耗较相同浓度的乙醇胺溶液降低了29.7%。     

On thermodynamic separation efficiency: Adsorption processes

A simplified thermodynamic analysis of adsorption processes in temperature swing adsorption (TSA) and pressure swing adsorption (PSA) modes as a function of adsorbate concentration and the adsorbent–adsorbate interaction strength is presented in this article. The thermodynamic separation efficiency of a TSA process is optimal at dilute feed conditions, and becomes more thermodynamically efficient with increasing adsorbate affinity even though the energy of separation increases. The adsorption process is spontaneous, and for a strong isotherm, the energy required to reverse the adsorption is nearly independent of the adsorbate concentration as adsorbate loading in nearly‐saturated materials is essentially constant with feed concentration. PSA units are efficient thermodynamically and the efficiency increases with the concentration of the desired adsorbate. This thermodynamic treatment has implications for separation processes that address carbon emissions. TSA systems operate more efficiently (thermodynamically) in the “air capture” case because they apply work to the concentrated product rather than the dilute feed. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 62: 3699–3705, 2016     

有机多孔聚合物CO2捕集及分离性能的研究进展

有机多孔聚合物（porous organic polymers,POPs）是一类由有机构建单元连接而形成的新型多孔材料。由于其优异的物理化学稳定性以及CO₂吸附能力,近年来有关POPs在CO₂捕集和分离的研究成为一大研究热点。大量具有优异孔性质（比表面积和孔容）的POPs通过不同有机合成反应被成功地开发出来应用于CO₂吸附分离过程。本文介绍了POPs材料的CO₂捕集与分离性能的研究现状,总结了提高POPs材料CO₂分离性能的合成策略,重点分析了可以通过功能化增强吸附剂与二氧化碳分子之间的相互作用,来提高材料的CO₂分离能力的方法。     

机械化学法合成小尺寸MOF填料助力高性能CO2分离

利用金属-有机骨架UTSA-280具有特定刚性尺寸的一维孔道可以筛分CO₂、CH₄、N₂的特性,采用机械化学研磨法减小其颗粒尺寸,将UTSA-280掺入聚砜（PSf）中制备MOF基混合基质膜,用于天然气提纯和烟道气CO₂捕获。结果表明,在PSf中掺入UTSA-280不仅可以增加聚合物的CO₂渗透通量而且提高了气体分离选择性。当UTSA-280掺杂量为30%（质量）时,混合基质膜对CO₂/CH₄、CO₂/N₂的分离因子分别为56.39和53.17,CO₂的渗透通量为18.61 Barrer,相对于PSf纯膜,选择性分别提高了47.3%和63.5%,CO₂渗透通量提高了128.9%,打破了“trade-off”效应。该工作通过引进具有分子筛分效应的MOF填料,能够增加气体通量的同时提高混合基质膜对含CO₂气体的分离性能,对天然气的提纯以及烟道气的CO₂的捕获有重要意义。