我国石化产业碳达峰、碳中和实现路径研究

石化产业节能降碳,既是行业自身转型的现实需要,也是服务全社会碳达峰、碳中和目标实现的重要一环.石化产业能耗总量大、化石能源消耗占比高且替代难度大、碳排放总量较高,2019年我国石化产业能耗总量约1.7亿吨标煤,碳排放总量约4.7亿吨.未来我国油品消费将较快达峰,但化工产品的消费量仍有一定时期的较大增长需求,在统筹经济社...     

荷电液滴群捕集非均匀粒径颗粒物的数值模拟

针对荷电液滴群捕集颗粒物过程中系统参数对捕集效率的影响,基于计算流体力学-离散元法(CFD-DEM),数值模拟了荷电液滴群捕集非均匀粒径颗粒物。结果表明：在库仑斥力影响下,液滴群运动过程中不断向外扩展,颗粒物聚集形态不断变化。静电沉积占主导地位时,捕集效率对液滴间距不敏感,液滴间距可以认为是喷雾密度,即除尘效率受喷雾密度影响较小;增大液滴荷电量提升的捕集效率主要来自对粒径小于5μm颗粒物的捕集;液滴粒径对捕集效率的影响较小;液滴速度对单位时间捕集效率影响较小,但降低液滴速度可以延长其扫掠时间,从而提升捕集效率。     

低温甲醇洗碳捕集改进与优化

减少CO₂排放对环境保护尤为重要。传统低温甲醇洗工艺中大量被贫甲醇吸收的CO₂由于被N₂稀释而直接作为尾气排放进大气中。为探究工艺改进空间,本研究基于Aspen Plus对一传统低温甲醇洗工艺进行模拟,物性方法选用CPA (Cubic-Plus-Association)模型并对该模型的二元交互系数进行回归修正,后与实际数据进行对比确保模型的准确性。对于工艺改进,首先在传统低温甲醇洗工艺的基础上采用四级增压热闪蒸和降压闪蒸相结合的方式进行一次改进以用于CO₂捕集,并对相关参数进行优化以进一步降低系统公用工程消耗。结果显示,虽然一次改进工艺的CO₂产量是传统工艺的3.3倍,但系统能量消耗增加了2.12%,系统(火用)消耗增加了17.81%。接着,在一次改进工艺的基础上采用“半贫液+透平回收”相结合技术进一步进行节能改进,二次改进工艺的CO₂产量不仅与一次改进工艺相当,系统能量消耗和系统(火用)消耗相比于传统低温甲醇洗工艺也分别降低了17.16%和5.85%。     

高温抗烧结吸附剂对SeO2捕集性能

使用气固瞬时反应装置在700~1100℃下对不同氧化物（氧化镁、氧化铁、氧化铝、氧化钙）的硒捕集性能进行研究,确定吸附产物性质。基于此选取相应的典型矿物及双组分抗烧结吸附剂改善硒高温吸附能力。结果表明：900℃前氧化钙捕集效果最好,但1100℃时其吸附量迅速降低到167.59μg/g;γ-氧化铝在高温下捕集效果较好,1100℃时吸附量可达415.04μg/g,这与其优异的孔隙结构有关。钙基矿物方解石因其具有一定的抗烧结能力和发达的孔隙结构,表现出更好的高温捕集能力,1100℃时吸附量可提高到1064.97μg/g。双组分吸附剂高温捕集能力展现出不同程度的提高。钙-铝基吸附剂高温捕集性能提高相对较小;而钙-硅基吸附剂在高温下效果远高于单组分吸附剂,与氧化钙相比,1100℃时可提高1787.21μg/g。     

碳酸酐酶和甲酸脱氢酶的稳定性研究进展

化石燃料的大量燃烧使温室气体CO₂的排放量不断增加,对环境造成恶劣影响,将CO₂捕集并转化为高附加值化学品是实现节能减排和变废为宝的一种双赢策略。酶催化CO₂捕集和转化具有高效、高选择性、反应条件温和、环境友好等优点。碳酸酐酶（CA）可大大加速CO₂水合反应,而甲酸脱氢酶（FDH）可催化CO₂还原为甲酸,二者协同可增强CO₂还原动力学。但酶促反应的工业化应用过程中,酶所处环境的温度、酸碱度以及其他离子的种类和浓度等因素均可能导致酶失活,因此,酶的稳定性研究至关重要。本文从热稳定性、酸碱稳定性和离子稳定性的角度,综述了CA和FDH的稳定性研究进展。改善酶稳定性的手段包括使用极端微生物、酶分子设计与改造、固定化等,重点讨论了固定化对酶稳定性的提升效果,为未来的工业化应用提供参考。     

光催化-生物杂合系统设计优化用于燃料和化学品绿色合成

光催化-生物杂合系统耦合了光催化对光能的高收集效率和广谱吸收性能,以及生物催化温和、高效且高特异性转化的优势,可实现多种高值化学品和燃料分子的绿色、可持续合成,符合“碳中和”发展大方向。按照生物催化载体的不同,光催化-生物杂合系统可分为：光催化-生物酶杂合系统和光催化-微生物杂合系统两大类。光催化-生物酶杂合系统根据作用机制细分为：辅因子介导的间接反应体系、直接电子传递的反应体系以及混合型光催化-生物酶杂合系统;光催化-微生物杂合系统分为：直接电子传递的胞外供能模式、化学物质介导的胞外供能模式以及胞内的能量供给模式。对这些模式的具体作用机制,以及存在的优缺点和关键问题做出了综合评述,并对该领域提出了未来展望。     

颗粒床-旋流耦合分离器不同操作模式下的性能分析

通过实验分别考察了满床/空床操作模式对内置颗粒床-旋流耦合分离器分离性能的影响,获得了两种操作模式下的设备压降和捕集效率。通过改变入口粉尘浓度、入口气速和粉尘颗粒种类,发现满床操作条件下的分离效率比空床操作条件下的分离效率高,且前者压降较低。通过对出口粉尘粒径的分析,含有捕集颗粒的内置颗粒床可有效提高5 μm以下的粉尘颗粒的捕集效率,弥补了离心分离的短板。引入性能指数对不同操作模式进行定量分析,验证了满床操作条件下的耦合分离设备具有更好的综合分离性能。     

氨法脱碳过程中氨逃逸规律及其抑制

近年来随着环境保护的不断深入,控制温室气体排放逐渐成为研究重点,而火力发电作为CO₂最大的集中排放源,对其实施碳捕集是必要的。氨法脱碳优点众多,但氨逃逸问题始终没有得到很好解决。通过实验研究明晰了CO₂浓度、氨水吸收剂浓度、吸收反应温度对氨逃逸的影响规律,基于金属离子的络合效果探讨了几种金属离子对氨逃逸的抑制效果,发现Ni²⁺对氨逃逸有较好的抑制效果,并通过紫外分光光谱推测了其抑氨机理。本研究成果可对氨逃逸问题的解决提供一定的参考。     

氯碱工业生产过程安全管理

介绍氯碱工业生产过程,分析生产中安全管理要点.指出企业应在多层安全防护设计理念指引下,从氯碱工艺本质安全性出发,加强对运行装置的有效管理;建立风险分级管控机制;重视检修作业过程监管,合理选择承包商;加强操作人员的业务技能培训;严格履行工艺变更程序;建立完善的事故应急处置体系,以确保氯碱装置的安全稳定运行.