1.二氧化碳捕集及资源化利用一体化技术研究
二氧化碳捕集技术的研究与开发
二氧化碳捕集技术的研究与开发近年来，随着全球气候变暖问题的愈发凸显，二氧化碳捕集技术也逐渐引起了人们的关注。
这种技术能够将大气中的二氧化碳捕集下来，防止其释放到大气中造成进一步的温室效应，从而减缓全球气候变暖的趋势。
本文将对二氧化碳捕集技术的研究与开发进行探讨，并展望其可能的应用和未来发展。
一、二氧化碳捕集技术的现状目前，二氧化碳捕集技术已经有了一定的发展。
主要的二氧化碳捕集技术包括化学吸收法、物理吸附法、膜分离法等。
其中，化学吸收法是最为常见的一种技术，它将二氧化碳通过化学反应转化为不易挥发的物质，并将其固定下来。
物理吸附法则是利用一定的物理性质，如温度、压力等因素，将二氧化碳从空气中吸附或吸附剂中吸附下来。
而膜分离法则是利用膜的特性，将二氧化碳从空气中分离出来。
二、二氧化碳捕集技术的应用二氧化碳捕集技术的应用主要是在环境保护和资源利用方面。
在环境保护方面，二氧化碳捕集技术可以通过捕集二氧化碳来减缓大气中的温室效应，从而减少全球气候变暖的影响。
在资源利用方面，二氧化碳捕集技术可以将二氧化碳转化为其他有用的化学品，如燃料和肥料，从而实现资源的循环利用。
三、二氧化碳捕集技术的发展趋势随着全球气候变暖问题的加深，二氧化碳捕集技术的发展也受到了前所未有的重视。
未来，二氧化碳捕集技术的研究与开发将面临以下几方面的挑战：1、技术成本的问题。
目前，二氧化碳捕集技术的投入成本较高，这对技术的推广和应用带来了一定的难度。
因此，未来的研究应该重点关注如何降低技术成本，提高二氧化碳捕集技术的经济性和可行性。
2、技术效率的问题。
当前的二氧化碳捕集技术存在一定的效率问题，如捕集效率不高、捕集后的二氧化碳难以处理等。
因此，未来的研究应该重点关注如何提高二氧化碳捕集技术的效率，从而实现更加高效、可靠的二氧化碳捕集。
3、安全性问题。
二氧化碳捕集技术虽然具有很大的应用前景，但其也面临着一定的安全性问题。
因此，未来的研究应该重点关注如何加强二氧化碳捕集技术的安全性保障，从而避免相关的安全事故。
华北电力大学科技成果——二氧化碳捕集及资源化利用技术
华北电力大学科技成果——二氧化碳捕集及资源化
利用技术
成果简介
针对燃煤烟气中CO2含量高、燃煤烟气工况条件苛刻和烟气成分复杂等特点，根据分子印迹技术的原理，采用本体聚合方式，制备了分子印迹型CO2吸附剂。
技术特点
（1）合成了分子印迹型CO2吸附剂。
解决了传统吸附剂吸附能和解吸能偏高的难题。
提高了选择性和吸附容量。
发展了分子印迹型吸附剂捕集燃煤锅炉脱硫后烟气中CO2的工艺。
（2）根据催化转移氢化原理，突破了二氧化碳还原反应过程需在高温高压下进行的技术瓶颈，在常温、常压下，实现了80%-90%的二氧化碳，可大规模生产化工基本原料。
（3）利用有关化工原料，在常温、常压下，发展了5项采用CO2合成酯的技术，具有高效、节能、附加值高等特点。
市场前景
由于CO2的排放量日益增加，目前现有的CO2减排技术即CCS或CCUS均存在能耗高的缺陷，在世界范围内未得到工业化应用，基于本成果的特点，大规模应用后，经济效益和环境效益将无法估量。
二氧化碳的捕集及资源化研究进展
ｔ ｃ ｎ ｃ ｌ ａ ｉ ｒ ｅ ｌ ｉ ｃ ｒ ｏ ｉ ｘ ｄ ｓｏ ｅ ｅ ， ｎ ｅｐ ｏ ｐ ｃｓｏ ａｂ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅｗｅ ｅａ ｓ ｏ ｎ ｅ ｕ ｉ ａ ｅ ． ｅ ｈ ｉａ ｓｓ ｃ ａｍ ａｂ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅｗａ ｆ ｒ ｄ ａ ｄｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｆｃ ｒ ｏ ｉ ｘ ｄ ｒ ｌｏ ｐ ｉ ｔｄ ｏ ｔ ｎ ｔ ｓ ｐ ｒ Ａｓａ ｂ ｏ ｆ ｒ ｈ ｉ ｈ ｐ ｒｓｕｃ， ｅ ｏ ｒ ｅ ＣＯ２ ａ ｅ ｃ ｎ ｅ ｄ ｔ ａｕａ ｌ ｒ ｄ ｃ ｓ ａ ｄ ｔ ｉ ｅ ｙｐ ｏ ｓｎ ａｈ ｙ ｒ ｎｂ ｏ ｖ ￣ｅ ｏｖ ｌ ｂ ｅｐ ｏ ｕ ｔ ， ｎ ｈ ｓｉ ｖ ｒ ｒ ｍｉｉ ｇ ｐ ｔ ｗａ ｓ ｃ ｓ ｏ ｆ ＣＯ２ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｔｏ ． ｍｉ ｇ Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｒ ｏ ｉ ｘ ｄ ； ａ ｔ ｒ ； ｅ ｏ ｒ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｂ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅ ｃ ｐ ｅ ｒ ｓ ｕ ｃ ｕ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｃ ｐ ｕ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ａ ｔ ｒ ｔ ｏ ｓｆ ｒＣＯ２ ｒ ｘ ｏ ｎ ｅ ， ｄ ａ ｔｇ ｓａ ｄ ｄ ｓ ｄ ａ ｔ ｇ ｓｏ ｔ ｅ ｅｍｅｈ ｄ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｔ ｅ ｎ ｅ ｅ ｐ ｕ ｄ ｄ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｈ ｓ ｔ ｏ ｓｗｅ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ， ｈ ｗｅ
ＹＡＮ ｉ ｇ ｋ ，Ｗ ＡＮ Ｇ ｉｇ ｉ Ｐｎ —ｅ Ｌａ— ｕ
（ ｏｌｇ ｆ ｅｏ ｒｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇＬａ ｎｎ ｅｈ ｉａＵｎｖｒｉ ， ｕ ｉ ２ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｅ Ｒ ｓｕｃ ｄＥ ｖｒ ｍｅｔ ｇｎ ｅ ｎ ， ｉ ｉｇＴ ｃｎｃｌ ｉｅｓｙ Ｆ ｘｎ １ ３ ０ ， ｈｎ ） ｅ ｏ ａ ｏ Ｅ ｉ ｏ ｔ
二氧化碳捕集、利用与封存技术0404
二氧化碳捕集、利用与封存技术调研报告一、调研背景为减缓全球气候变化趋势，人类正在通过持续不断的研究以及国家间合作，从技术、经济、政策、法律等层面探寻长期有效地减少以二氧化碳为主的温室气体排放的解决途径。
中国作为一个发展中国家，在自身扔面临发展经济、改善民生等艰巨情况下仍然对世界做出了到2020年全国单位国内生产总值CO2放比2005年下降40%至45%的承诺，这将会给中国的能源结构产生深渊的影响，也将会给经济发展带来一场深刻的变革。
二、CCUS技术与CCS技术对比CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕获与封存）技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段。
潜在的技术封存方式有：地质封存（在地质构造种，例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造），海洋封存（直接释放到海洋水体中或海底）以及将CO2固化成无机碳酸盐。
CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕集、利用与封存）技术是CCS技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。
与CCS相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。
中国的首要任务是保障发展，CCS技术建立在高能耗和高成本的基础上，该技术在中国的大范围推广与应用是不可取的，中国当前应当更加重视拓展二氧化碳资源性利用技术的研发。
三、二氧化碳主要捕集方法目前主流的碳捕集工艺按操作时间可分为3类———燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集（燃烧中捕集）。
三者个有优势，却又各有技术难题尚待解决，目前呈并行发展之势。
燃烧前捕集技术以煤气化联合循环（IGCC）技术为基础，先将煤炭气化呈清洁气体能源，从而把二氧化碳在燃烧前就分离出来，捕进入燃烧过程。
而且二氧化碳的浓度和压力会因此提高，分离起来较为方便，是目前运行成本最低廉的捕集技术，问题在于，传统电厂无法用这项技术，而是需要重新建造专门的OGCC电站，其建造成本是现有传统发电厂的2倍以上。
烟气二氧化碳捕集纯化利用技术的研发与应用方案(一)
烟气二氧化碳捕集纯化利用技术的研发与应用方案一、实施背景随着全球气候变化问题日益严重，减少温室气体排放已成为当务之急。
二氧化碳作为主要的温室气体之一，其减排和利用受到了广泛关注。
烟气二氧化碳主要来源于工业生产过程中的燃烧和化学反应，其排放量巨大。
因此，开展烟气二氧化碳捕集纯化利用技术的研发与应用，对于减缓气候变化、促进可持续发展具有重要意义。
二、工作原理烟气二氧化碳捕集纯化利用技术主要包括捕集、纯化和利用三个环节。
1.捕集环节：利用高效吸附剂或低温冷凝等方法，从烟气中捕集二氧化碳。
吸附剂可以选择具有高选择性和吸附容量的材料，如活性炭、分子筛等；低温冷凝则通过降低烟气温度，使二氧化碳液化并分离。
2.纯化环节：对捕集到的二氧化碳进行纯化，去除其中的杂质，提高二氧化碳的纯度。
纯化方法可以采用物理或化学方法，如蒸馏、膜分离、变压吸附等。
3.利用环节：将纯化的二氧化碳用于合成高附加值化学品、生产燃料或作为工业制冷剂等。
同时，也可以通过压缩和液化技术，将二氧化碳储存起来，以备后续利用。
三、实施计划步骤1.技术研发：开展烟气二氧化碳捕集纯化利用技术的研发，包括捕集技术、纯化技术和利用技术的开发。
2.中试试验：在实验室条件下进行中试试验，验证技术的可行性和经济性。
3.示范工程：建设烟气二氧化碳捕集纯化利用技术的示范工程，进一步验证技术的实际应用效果。
4.推广应用：在示范工程成功运行的基础上，推广应用到其他工业领域，实现二氧化碳的减排和资源化利用。
四、适用范围该技术适用于钢铁、电力、化工、建材等高排放行业的烟气处理。
通过对这些行业产生的烟气进行二氧化碳捕集纯化利用，可以实现二氧化碳的高效减排和资源化利用。
五、创新要点1.高效捕集技术：采用高效吸附剂或低温冷凝等方法，提高二氧化碳的捕集效率。
2.纯化技术改进：优化纯化流程和操作条件，提高二氧化碳的纯度和回收率。
3.多途径利用二氧化碳：将纯化的二氧化碳用于合成高附加值化学品、生产燃料或作为工业制冷剂等，实现二氧化碳的多途径利用。
二氧化碳捕集与利用技术研究综述
二氧化碳捕集与利用技术研究综述近年来，全球气候变化成为了一个热门话题。
二氧化碳作为一个温室气体，被认为是导致气候变化的罪魁祸首之一。
因此，将二氧化碳捕集和利用已成为了许多研究人员的重要任务。
本文将对相关研究进行综述，旨在为读者提供有关二氧化碳捕集和利用技术的全面认识。
1. 二氧化碳的来源和作用二氧化碳是一种由人类和自然活动产生的气体，其主要来源包括化石燃料的燃烧、工业过程、森林采伐和土地利用变化等。
由于二氧化碳对大气吸收和辐射的能力强，它能够吸收地球表面所辐射的能量并再次散发热量，从而导致全球气候变暖。
因此，减少大气中的二氧化碳浓度成为了一个迫切的任务。
2. 二氧化碳捕集技术二氧化碳捕集技术主要分为物理、化学和生物捕集三类。
其中，物理捕集技术主要是利用物理吸附、吸附剂和离子交换膜等方法实现对二氧化碳的捕集。
化学捕集技术则利用化学吸附、溶液化学吸收和反应等方法实现对二氧化碳的捕集。
生物捕集技术则主要是利用微生物、植物等活体材料对二氧化碳进行捕集，并通过化学或生物途径将其转化为其他有用化合物。
物理捕集技术中，吸附剂的选择十分重要。
常见的吸附剂有分子筛、活性炭、硅胶等。
在化学捕集技术中，溶液化学吸收因其高效、易操作等特点备受关注。
常见的反应体系包括酸性吸收剂、碱性吸收剂和离子液体等。
生物捕集技术中，利用藻类、植物和细菌等微生物对二氧化碳进行捕集成为了一种新兴的技术路线。
这些微生物通过光合作用、生物反应等途径将二氧化碳转化为有机物质，进而进行生物利用。
除了上述方法外，还有一些新兴技术正在发展中，如膜分离技术、化学吸附-脱附技术等。
这些技术在二氧化碳捕集和分离中具有举足轻重的地位。
3. 二氧化碳利用技术利用捕集的二氧化碳是降低大气中二氧化碳浓度的重要途径，同时也可以是一个重要的资源。
现有的二氧化碳利用方法主要包括制氢、合成甲醇、制备烷基化合物、制备碳酸钙等。
其中，制备甲醇的技术从过去的高温高压法逐渐转向低温低压法。
co2的捕集和利用
co2的捕集和利用
二氧化碳的捕集和利用主要分为以下步骤：
1.捕集：将二氧化碳从工业生产、能源利用或大气中分离出来，以备后续处理的过程。
主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧、化学链捕集和直接从大气中捕集（DACCS）。
2.输送：将捕集的二氧化碳通过管道、压缩运输等方式，运送到可利用或可封存场地的过程。
3.封存：将捕集的二氧化碳注入深部地质储层，使二氧化碳与大气长期隔绝，从而进入“休眠态”。
主要的封存方式有陆地封存、海洋封存和碳酸盐化固体封存三种。
4.利用：通过工程技术手段，对捕集的二氧化碳实现资源化利用的过程。
这也是“化碳为宝”的关键一步，二氧化碳可以被用于生产聚乙烯，也可以用于生产植物油、碱式碳酸钠、纤维素、乙烯等用途。
请注意，二氧化碳的捕集和利用是一个复杂且成本较高的过程，但随着环保意识的增强和技术的进步，相信未来会有更多的发展。
二氧化碳捕集与利用技术
二氧化碳捕集与利用技术第一章介绍二氧化碳捕集与利用技术的背景和意义二氧化碳（CO2）是一种主要的温室气体，它的排放不仅加剧了全球变暖问题，还对地球环境和人类健康造成了严重影响。
因此，寻找有效的CO2减排和利用技术已经成为全球研究的热点之一。
本章将介绍二氧化碳捕集与利用技术的背景和意义。
第二章二氧化碳捕集技术2.1 吸收捕集法吸收捕集法是目前最常用的二氧化碳捕集技术之一。
通过将二氧化碳溶解在吸收剂中，并将吸收剂进行气液分离，可以实现对CO2的捕集。
吸收剂种类多样，并且在实际应用中有着不同的应用效果。
2.2 吸附捕集法吸附捕集法是一种通过固体材料吸附CO2的技术。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
这些吸附剂具有高比表面积和较强的吸附能力，在一定的温度和压力下，能够有效地捕集二氧化碳。
2.3 膜分离法膜分离法是通过选择性渗透膜对二氧化碳进行分离的一种技术。
不同的膜材料具有不同的CO2吸附、渗透性能，可以根据需求选择合适的膜材料进行二氧化碳捕集。
第三章二氧化碳利用技术3.1 CO2转化为化学品二氧化碳可以通过化学反应转化为有机化合物，如甲酸、丙烯酸等。
这种方法可以将CO2转化为可用于工业生产的原料，降低对传统化石燃料的依赖。
3.2 CO2转化为燃料二氧化碳可以通过光催化或电催化的方式转化为可燃气体，如甲烷、氢气等。
这种方法不仅能将CO2转化为高能燃料，还能解决传统能源短缺和环境污染问题。
3.3 CO2地质封存地质封存是将CO2气体封存于地下地质层中，以防止其进入大气。
这种方法可以避免CO2排放对气候和环境造成的负面影响，同时也能利用地下地质层的储存空间。
第四章二氧化碳捕集与利用技术的应用与展望二氧化碳捕集与利用技术在减少CO2排放和实现可持续发展方面具有重要意义。
目前，许多国家和地区已经开始在工业生产和能源领域中应用这些技术，并取得了一些积极成果。
然而，这些技术在经济、可行性和规模化应用等方面仍面临一定挑战。
二氧化碳捕集及资源化利用技术
二氧化碳捕集及资源化利用技术随着全球工业化和能源消耗的增加，二氧化碳（CO2）的排放量也不断上升，对全球气候变化和环境健康造成了严重影响。
因此，开发和应用二氧化碳捕集及资源化利用技术成为了当前全球研究的热点之一。
二氧化碳捕集技术主要包括化学吸收、物理吸收、膜分离、吸附分离等几种方法。
其中，化学吸收是目前最为成熟的二氧化碳捕集技术之一。
化学吸收技术利用化学反应将二氧化碳与溶剂反应生成稳定的化合物，然后通过再生溶剂将二氧化碳释放出来。
这种技术可以应用于燃煤电厂、工业废气排放等高浓度二氧化碳的捕集。
物理吸收技术则是利用溶剂对二氧化碳的亲和力实现分离。
常见的物理吸收剂有胺类溶剂、离子液体等。
物理吸收技术具有操作简单、耗能低等优点，但同时也存在溶剂再生困难、溶剂损耗等问题。
膜分离技术是利用选择性透气膜将CO2与其他气体分离开来。
这种技术具有结构简单、能耗低、规模化应用潜力大等优势，但目前仍面临着膜材料的稳定性、气体选择性等问题。
吸附分离技术则是利用吸附剂对二氧化碳的选择性吸附，将二氧化碳从气体混合物中分离出来。
吸附分离技术具有操作灵活、能耗低、吸附剂循环使用等特点，但也存在吸附剂寿命短、再生困难等问题。
除了二氧化碳的捕集，资源化利用也是解决二氧化碳排放问题的重要途径之一。
二氧化碳资源化利用技术主要包括CO2转化为化学品、CO2转化为燃料等几种途径。
将二氧化碳转化为化学品是利用二氧化碳与其他原料进行化学反应生成有机化合物。
例如，将二氧化碳与氢气反应可以合成甲酸、甲醇等有机化合物。
此外，二氧化碳还可以用于生产碳酸氢钠、碳酸钙等化学品。
将二氧化碳转化为燃料是利用二氧化碳进行催化还原反应生成可燃烧的燃料。
例如，利用电解水制氢技术可以将二氧化碳与水反应生成甲烷等燃料。
此外，利用太阳能光解水技术也可以将二氧化碳还原为燃料。
二氧化碳捕集及资源化利用技术的开发和应用对于减少二氧化碳排放、改善环境质量具有重要意义。
这些技术的发展还需要进一步加大研发投入，提高技术经济性和环境友好性。
二氧化碳捕集与利用技术研究
二氧化碳捕集与利用技术研究一、引言作为全球变暖的主要原因之一，CO2的排放已经成为全球关注的热点问题。
在工业、能源、交通等多个领域，CO2的排放量大幅度增长，给环境带来了严重的影响。
因此，研究CO2捕集和利用技术，实现CO2的资源化利用，已经成为当前绿色发展的重要研究方向之一。
二、二氧化碳捕集技术状况及展望CO2捕集技术主要分为吸收、吸附和分离三种方式。
1. 吸收技术利用吸收剂将CO2从气相吸收到液相，然后从液相中再去除CO2。
通过这种方式，CO2可以被高效地捕集。
主要的吸收剂有化学吸收剂和物理吸收剂两种。
化学吸收剂具有高选择性和高吸收效率。
常见的化学吸收剂包括氨、胺、醇等。
然而，化学吸收剂具有解吸难、操作复杂等缺点。
物理吸收剂相对简单，温度操作范围广，能适应不同的工程应用。
但是，由于其对CO2的选择性低，因此需要高温下进行CO2分离，同时配合低压下才能实现高效的CO2捕集。
2. 吸附技术吸附技术利用固定相材料对CO2进行分离。
固定相材料包括活性炭、硅胶、分子筛等。
活性炭用于分离二氧化碳是固定相材料的重要成分之一。
对于固定相材料的选择，需要注意其吸附选择性、反应速率、稳定性、可再生性和抗污染性等方面。
3. 分离技术CO2分离技术采用膜分离和压力摩擦等方法实现高效的CO2分离。
膜分离主要是基于分子大小和极性差异进行分离效应的。
压力摩擦则是通过高压下对某一种液态或气态组分进行压缩和解压等过程来实现分离。
目前，二氧化碳捕集技术已经取得了很大的成功。
然而，与此同时，也存在着一些挑战，例如捕集效率低、操作成本高等问题，在今后的研究中需要继续关注。
三、二氧化碳利用技术状况及展望CO2的利用技术主要分为转化和储存两种方式。
1. 转化技术CO2转化技术利用CO2作为反应物进行与其他物质的反应，以产生有用的化学品或燃料。
目前，CO2转化技术主要有催化还原、光催化和电化学还原等三种。
催化还原是将CO2还原成一些烃类或其他有机化学物质的一种化学反应。
燃煤发电机组二氧化碳捕集、利用与封存(ccus)技术推广方案(四)
燃煤发电机组二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术推广方案燃煤发电是目前全球主要的电力供应方式之一，然而，其排放的二氧化碳（CO2）对全球气候变化产生了巨大的负面影响。
为了应对气候变化挑战，燃煤发电机组二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术成为了一种重要的解决方案。
本文将从产业结构改革的角度，提出一个CCUS技术推广方案。
一、实施背景：随着全球对气候变化的关注不断增加，减少CO2排放成为了各国政府的重要目标。
燃煤发电作为主要的能源供应方式，其CO2排放量占全球总排放量的三分之一以上。
因此，推广燃煤发电机组CCUS技术具有重要的现实意义。
二、工作原理：燃煤发电机组CCUS技术主要包括三个步骤：捕集、利用和封存。
1. 捕集：通过在燃煤发电过程中安装捕集设备，将燃烧产生的CO2捕集到特定的装置中。
常用的捕集技术包括吸收法、缩法和膜分离法。
2. 利用：捕集到的CO2可以被用于其他工业过程中，例如化学品生产、石油提取和碳酸化工艺等。
这样可以实现CO2的资源化利用，减少对化石燃料的依赖。
3. 封存：如果CO2无法被利用，可以将其封存于地下储层中，例如油田、气田或者深层地质层。
这种封存方式被称为地质封存，可以长期稳定地储存CO2，避免其进入大气层。
三、实施计划步骤：1. 技术研发：加大对燃煤发电机组CCUS技术的研发投入，提高捕集、利用和封存技术的效率和成本竞争力。
2. 示范项目建设：选择几个典型的燃煤发电厂，进行CCUS 技术的示范项目建设。
通过这些示范项目的运行和实践，积累经验和数据，为后续的推广提供支持。
3. 推广应用：在示范项目成功运行后，逐步推广应用CCUS 技术到更多的燃煤发电厂。
政府可以通过制定相关政策，鼓励和支持企业进行技术改造和设备更新。
四、适用范围：燃煤发电机组CCUS技术适用于所有燃煤发电厂，无论是新建的还是现有的。
尤其是那些排放量较大、运行时间较长的老旧燃煤发电厂，推广CCUS技术可以显著减少其CO2排放。
二氧化碳捕集与资源化能源化利用技术研究及示范
二氧化碳捕集与资源化能源化利用技术研究及示范
近年来，全球气候变化日益严重，二氧化碳排放成为重要的环境问题。
面对这一问题，二氧化碳捕集与资源化能源化利用技术成为了解决途径之一。
该技术的研究与应用已逐渐成熟，成为了减缓气候变化的重要手段之一。
二氧化碳捕集与资源化能源化利用技术主要包括各种二氧化碳
捕集方式，以及二氧化碳转化为有用物质的技术。
其中，常见的二氧化碳捕集方式包括吸收剂法、膜分离法、气体液滴法等，而将二氧化碳转化为有用物质的技术则包括化学吸收法、催化还原法、催化氧化法等。
目前，二氧化碳捕集与资源化能源化利用技术已经在许多领域得到了应用。
例如在化工、建材、农业等行业，二氧化碳的资源化利用有着广泛的应用前景。
通过该技术的应用，可以实现减少温室气体排放、降低能源消耗、提高生产效率等多重效益。
为进一步推广二氧化碳捕集与资源化能源化利用技术的应用，需要加强科学研究和技术创新，并建立完善的法规和政策环境。
同时，针对不同领域的应用需求，还需要建立示范项目，探索实用化的解决方案，促进技术的推广和应用。
- 1 -。
二氧化碳捕集与利用关键技术及应用
二氧化碳捕集与利用关键技术及应用1. 引言嘿，大家好！今天我们来聊聊一个大家都听过，但可能不太了解的话题——二氧化碳捕集与利用。
别担心，不会让你觉得像是在听枯燥的课，咱们就像在茶馆聊天一样，轻松点。
你知道吗？二氧化碳（CO₂）可不是单纯的“坏家伙”，虽然它在气候变化中是个大角色，但如果好好利用，竟然还能变成宝贝呢！所以，今天咱们就来看看这项技术的关键点以及它的应用，走起！2. 二氧化碳捕集技术2.1 什么是二氧化碳捕集？先来搞明白，二氧化碳捕集到底是什么。
简单来说，就是把空气中的二氧化碳抓住，像抓小猫小狗一样，把它们“囚禁”起来。
想象一下，咱们的工厂、发电厂排放的二氧化碳就像是肆意奔跑的小妖怪，捕集技术就是那个勇敢的猎人，把它们一一抓回家。
这个过程有很多种方法，比如化学吸收法、物理吸附法，还有膜分离法等等。
每种方法都有自己的特点，就像不同的调料，各有各的风味。
2.2 关键技术说到技术，那可真是一门大学问。
现在最流行的方式是用一些特殊的材料来吸附二氧化碳。
比如，咱们可以用“活性炭”——这东西就像是个超级吸尘器，能把二氧化碳吸得干干净净。
还有一些新型的材料，像是金属有机框架（MOFs），它们就像海绵一样，能把二氧化碳吸收得特别彻底，真是个“顶尖高手”。
再比如，最近有个叫“直接空气捕集”的技术，听起来酷炫吧？它就是从空气中直接把二氧化碳提取出来，像是把水从河里打上来一样。
3. 二氧化碳的利用3.1 二氧化碳变废为宝咱们捕集到的二氧化碳可不能就这么放着。
要知道，它可是个宝藏！拿它来做什么呢？有些聪明的科学家把它转化成燃料，嘿，这样咱们就能用二氧化碳来发电，真是大开眼界！想象一下，家里的灯泡亮起来，背后却是二氧化碳在发光发热，感觉是不是特酷？此外，二氧化碳还可以用来制造化学品，甚至是塑料，简直是个全能选手。
3.2 应用实例在实际应用上，二氧化碳捕集与利用已经开始展现它的威力。
有些企业已经在采用这些技术，把废气变成新产品。
中国二氧化碳捕集利用与封存技术(CCUS)发展研究
CO2 地质利用与封存技术指通过工程技术手段将捕集的 CO2 进行地质利 用或注入深部地质储层，实现与大气长期隔绝的技术，封存方式分为陆上和离岸 两种。在地质利用与封存方面，国内外各项技术发展水平参差不齐。从全球范围 看，强化采油和浸采采矿技术发展较快，已开始商业化应用；其余技术中，除强 化深部咸水开采与封存技术正在开展工业示范以外，其他技术均处在中试及以下 阶段。我国地质利用与封存技术在近十年均有所发展，尤其是强化深部咸水开采 技术已从概念阶段发展到工业示范水平，但仍整体落后于世界先进水平；尽管驱 替 煤 层 气 技 术 略 处 于 领 先 状 态 ， 但 经 济 效 益 较 好 的 CO2 强 化 采 油 技 术 （CO2-EOR）在我国仍处于工业示范阶段，相比进入商业化应用阶段的国际水平 差距明显。
二氧化碳捕集-利用一体化技术
二氧化碳捕集-利用一体化技术李亦易1,2㊀卓锦德1∗(1.北京低碳清洁能源研究院,北京102211;2.中国科学院化学研究所,北京100190)摘要:二氧化碳(CO2)排放的与日俱增已经严重威胁到全球的气候变化,为了应对这一全球性的环境问题,科学家们通过各种方式来控制大气中CO2的含量,但是效果欠佳㊂CO2捕集-利用一体化技术既能够捕集CO2,还能够同步将CO2转化进行利用,是燃煤电厂实现可持续发电的CO2减排的最佳方式㊂CO2捕集-利用一体化技术主要分为两类:1)以 CO2的捕集及矿化利用一体化技术 为代表的传统工艺;2)以 CO2捕集及电化学转化利用一体化技术 为代表的新型工艺㊂随着CO2固定和储能技术的不断发展,CO2捕集-利用一体化技术越来越显现出良好的发展前景㊂主要介绍了CO2捕集以及转化利用的研究进展,并对CO2的捕集及矿化利用一体化技术和CO2捕集及电化学转化利用一体化技术进行了对比,提出了目前CO2捕集-利用一体化技术所面临的机遇和挑战㊂评述了CO2的捕集及利用一体化技术未来的发展方向㊂关键词:CO2捕集;有机胺;碳转化;电化学;一体化RESEARCH ON CARBON DIOXIDE CAPTURE-UTILIZATION INTEGRATEDLi Yiyi1,2㊀Zhuo Jinde1∗(1.National Institute of Clean-and-Low-Carbon Energy,Beijing102211,China;2.Institute of Chemistry,Chinese Academy of Science,Beijing100190China)Abstract:The increasing carbon dioxide emissions have seriously threatened global climate change.In order to deal with this global environmental problem,scientists have used various ways to control the content of carbon dioxide in the atmosphere,but the effects are not good.Carbon dioxide capture-utilization integrated technology can capture carbon dioxide and simultaneously convert carbon dioxide to use.This is the best way for coal-fired power plants to achieve sustainable power generation with the reduction in carbon dioxide emission.The integrated technology of carbon dioxide capture and utilization can be divided into two categories:one is the traditional technology represented by the integrated technology of carbon dioxide capture and mineralization utilization;the other is the new technology represented by the integrated technology of carbon dioxide capture and electrochemical conversion and utilization.With the continuous development of carbon dioxide fixation and energy storage technology,the integrated technology of carbon dioxide capture and utilization is showing an excellent development prospect.This paper mainly introduced the research progress of carbon dioxide capture and conversion and utilization,compared the integrated technology of carbon dioxide capture and mineralization utilization with the integrated technology of carbon dioxide capture and electrochemical conversion utilization,and presented the opportunities and challenges faced by the integrated technology of carbon dioxide capture and utilization.The future development direction of integrated technology of carbon dioxide capture and utilization was reviewed.Keywords:carbon dioxide capture;organic amines;carbon conversion;electrochemistry;integration㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2020-03-12基金项目:国家能源集团科技创新项目(SHJT-16-24)第一作者:李亦易(1987-),男,博士,主要研究方向为煤基材料利用与碳排放控制㊂yiyi.li.c@∗通信作者:卓锦德(1959-),男,博士,教授级高级工程师,主要研究方向为绿色煤基材料及固废利用㊂jinde.zhuo@0㊀引㊀言气候变化作为全球最大的环境威胁之一已引起了越来越多关注㊂二氧化碳(CO2)作为主要的温室气体正在加速全球的气候变暖[1]㊂在全球气候变暖的背景下,燃煤电厂的CO2碳减排与可持续发电是最紧迫的科研挑战之一[2,3]㊂燃煤电厂的燃烧后碳捕集技术已经在工业上得到成熟的应用,其中最常见的是基于有机胺溶液的碳捕集技术,例如单乙醇胺(MEA)碳捕集技术[4,5]㊂然而,制约该技术发展的主要因素是加热再生CO2捕集剂的高能耗,能耗甚至高达发电厂发电容量的30%[6]㊂另外加热解吸的CO2气体经压缩后运输到指定的地质勘测点进行封存需要耗费很大的成本,并且长期进行地质储存的的安全性和可靠性仍未得到证实[7]㊂因此,燃煤电厂CO2捕集后的一体化封存利用是实现可持续发电CO2减排的最佳方式㊂一体化 工艺需要具备两个特点:1)CO2的捕集过程和利用过程需要同步进行,2)CO2捕集剂在整个过程中只作为催化的媒介,不损失,不消耗,能够循环再生㊂然而CO2中的C原子处于最稳定的状态,转化CO2需要耗费大量的能量和成本,并将不可避免带来连锁的环境问题[4]㊂因此,低能耗的CO2转化利用是重要研究方向[3,8,9]㊂到目前为止,可行的CO2捕集-利用一体化工艺的研究主要是基于氧化钙(CaO)及富含CaO固废的 CO2捕集-矿化一体化 研究和基于Li-CO2电池的 CO2捕集-电化学还原固碳一体化 研究㊂这两方面的研究分别代表传统矿化工艺和新型电化学工艺的两个研究方向,为CO2转化成固体(碳,碳酸盐,羧酸盐等)进行封存利用提供可行的选项㊂此外,将CO2引入电化学系统还能提供额外选择的灵活性,除了CO2固定选项外,还具有CO2储能选项[10]㊂因为这种灵活的选择不仅能减少CO2的排放,还能将CO2用作可再生能源载体,提供能量的同时还能将CO2固定㊂由于CO2捕集-利用一体化技术有望成为可持续降低燃煤电厂CO2排放的方案,本文综述了适用于燃煤电厂的CO2捕集-利用一体化技术的最新进展并分析了这类技术的发展趋势㊂1㊀CO2捕集技术燃煤电厂的CO2捕集技术已经得到成熟的应用[11]㊂这项技术的核心是分离和提纯,其中CO2化学吸收法是所有分离和提纯方法中应用范围最广的,通常包括CO2吸收㊁热解吸及吸收剂再生㊁CO2封存利用三个阶段㊂目前得以工业化应用的CO2吸收剂有单乙醇胺(MEA)㊁哌嗪 碳酸钾溶液(PZ-K2CO3)㊁离子液和氨水等[12,13]㊂其中MEA溶液应用最广泛,但再生能耗大㊁易挥发降解㊁高温腐蚀性大的弊端依然十分明显,尚不能有效解决[14,15]㊂PZ-K2CO3溶液的应用相对较少,相关研究还处于中试阶段[12]㊂离子液由于价格昂贵尚不具备大规模工业化的条件,仍需进一步研发㊂氨水吸收CO2的能力强,反应速度快,能耗低,既能处理烟气中的CO2还能处理烟气中的NO x和硫化物,具有非常可观的应用前景[16]㊂然而氨水在捕集CO2的过程中需要维持低温运行,不仅额外带来对烟气冷却的能耗,还大大提高了运行维护的成本㊂2㊀CO2活化与转化利用技术CO2作为Dɕh对称形式的直线型分子,由两个极性C=O双键组成㊂虽然CO2分子十分稳定,但依然能与某些过渡金属和有机分子发生络合㊂主要原因是CO2分子具有两个活性位点:第一个活性位点位于碳(C)原子上,可以作为亲电试剂:第二个活性位点位于两个氧(O)原子上,可以作为亲核试剂㊂CO2的化学转化一般需要满足以下的形式: CO2配位活化;亲核络合(与其C原子配位);亲电络合(与其O原子配位);亲电络合+亲核络合(与其O原子和C原子同时配位)㊂另外,CO2的Π电子也可以与过渡金属空d轨道发生Dewar-Chatt-Duncanson络合作用㊂随着CO2的LUMO轨道被占据,CO2分子由直线型结构转变为弯曲结构[17]㊂例如有机胺在吸收CO2的过程中发生酸碱作用,吸收反应进行的同时也使CO2进一步活化㊂此时CO2在生成物中的分子构型也由直线型变为了弯曲型㊂例如叔胺吸收CO2形成的中间产物可作为CO2的活化载体,可以进一步合成氨基甲酸酯㊁噁唑啉酮和环状碳酸酯等产品[17-20]㊂目前学术界广为认可的CO2转化策略如图1所示,该策略通过设计合适的催化剂以较低的活化能活化CO2;然后使用高能级起始原料和CO2反应生成低能级产物固定CO2,其中最典型的是有机胺吸收CO2㊂另外,通过利用太阳能㊁风能等产生的可再生能源提供能量物理激发实现CO2转化也是非常具有潜力的研究方向[17]㊂图1㊀CO2的化学转化策略[17,21]3㊀CO2捕集-利用一体化技术3.1㊀CO2的捕集-矿化利用一体化技术CO2直接矿化封存法虽然简单易操作,但反应速率慢,转化率低等问题难以解决,CO2捕集-矿化一体化工艺[22]㊂使用CO2吸收剂(NH4HSO4)与天然矿物(蛇纹石和橄榄石)反应制成富含Ca2+㊁Mg2+的矿石浸出液,加入氨水除渣除杂后得到弱碱性(pH= 8.5)的溶液,该溶液一部分用来吸收CO2生成碳酸铵或碳酸氢铵(NH4HCO3/(NH4)2CO3),另一部分溶液用来和已吸收CO2的碳酸铵盐溶液反应沉淀出CaCO3和MgCO3沉淀,富含(NH4)2SO4的滤出液可进一步处理进行再生循环使用[13]㊂整个工艺最大的优点是能循环往复,不需要额外大量补充试剂用料,并且反应速率和效率较高,能耗损失较低㊂该工艺的矿化产物纯度高,杂质少,具有很高的利用价值,真正实现了CO2捕集-封存利用[23]㊂利用醇胺作为吸收剂的粉煤灰矿化封存CO2 化学再生的一体化技术(integrated CO2absorption-mineralisation,IAM),与传统的CO2捕集-热解析工艺对比如图2所示[24]㊂IAM工艺使用的原料为富含CaO的工业固体废弃物,如粉煤灰㊁钢渣等,主要目的是为了降低原料成本㊂实验室研究则首选CaO作为模型化合物来研究IAM工艺中的矿化反应机理;通过CO2吸收-解吸多重循环实验考察吸收剂的循环稳定性;然后再以粉煤灰为原料进行IAM工艺的验证;最后,再与传统热解吸再生工艺作比较研究IAM 工艺的能耗㊂研究发现使用CaO作为矿化剂时,哌嗪(PZ)表现出非常可观的循环负荷(0.72mol/mol)和再生效率(91%),并且多重循环实验结果表明PZ 循环稳定性非常高㊂即使使用工业废弃物高钙粉煤灰作为矿化剂时,PZ也表现出4.2mol/mol的循环负荷,这仍然比使用传统热解吸工艺高1.1倍㊂图2㊀传统化学吸收法CO2捕集工艺流程和IAM流程示意[24,25]从相关研究可看出矿化再生可以明显降低再生CO2吸收剂的能耗,缩短了CO2捕集-封存的空间距离,并且该工艺消除了加热解吸的环节,大大节省了设备㊁运输㊁能量消耗等成本㊂另一方面IAM矿化后的产品还可用作建筑材料和土壤回填积料等高价值利用,可以明显降低CO2捕集的成本㊂虽然IAM工艺表现出了巨大优势,但该工艺仍有一些需要进一步研究的问题,例如矿化反应固液比的调控,粉煤灰对吸收剂的污染和降解;再生之后的吸收剂与粉煤灰中重金属离子作用导致沉淀堵塞等㊂3.2㊀CO2捕集及电化学转化利用一体化技术最近,已经证明CO2可以用作能量载体储存在非质子型的Li-CO2电池中,其基于以下放电反应操作:4Li++3CO2+4e-ң2Li2CO3+C(Eo=2.80V Li/ Li+)㊂电池领域的研究人员已经探索了通过结合CO2进行传输并存储能量的电池装置[10,26-44]㊂CO2最初当作 辅助气体 添加剂用来增加Li/Na-O2电池的容量,即所谓的O2/CO2电池[45,46]㊂这种情况下, O2是电活性物质,并与CO2发生化学反应,随后再进行电化学反应,通常易形成碱金属碳酸盐(例如:4Li+ O2+2CO2ң2Li2CO3)[47,48]㊂最近的研究也证明了CO2可单独成为电池阴极中的反应物[26-30]㊂碱性CO2电池的优势是能量密度高:Li-CO2电池和Na-CO2电池分别为1879,1136Wh/kg[49]㊂第一个Li-CO2电池[30]利用离子液体在60~100ħ实现2000~ 4000mAh/g c的放电容量㊂许多文献报道了不同的电解质和阴极材料,试图使Li-CO2电池可逆可充电[26-28,31,34]㊂据报道,石墨烯或碳纳米管与四乙二醇二甲醚(TEGDME)电解质结合使用的纳米碳有助于在中等电位(~2.7V Li/Li+)放电,容量很高(~8000mAh/g),[26,27]㊂还有使用诸如Ru[34]或者Mo[29]金属催化剂,通过促进C和Li2CO3重新生成CO2来降低充电电压以实现电池的可逆性㊂在这些研究中选择合适的电解质至关重要,但几乎所有研究都使用TEGDME与三氟甲磺酸锂盐[34,36]或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂盐[26,33]㊂由于受到明显的动力学限制,直接参与电化学反应的CO2的量很少,这就需要将稳定的CO2气体分子重新转化成反应性强的CO2阴离子自由基中间体[50],据报道,CO2在二甲醚(DME)㊁二甲基亚砜(DMSO)等常见的电解质溶剂中几乎没有活性[42,51],无法适用于直接还原CO2的原电池系统㊂面对这些挑战,开始研究是否可以捕获CO2并将其用于电池中并发展了一项新的技术-CO2捕集及电化学转化利用一体化技术[52],该技术通过将CO2被捕获进入有机胺溶液中使CO2预活化,然后将该该溶液与另一种液体电解质混合,并用于具有碳阴极和锂阳极的电池中㊂这种技术激活了CO2,避免了CO2在参与电化学所遇到的限速步骤,促进Li-CO2电池中的CO2放电,从而实现更高效的电化学反应[53]㊂简言之就是用电还原COO-自由基代替了电还原物理吸附的CO2㊂具体而言就是CO2通过有机胺吸收而被 预活化 ,然后通过电解质被还原附着在C阴极电极上㊂利用有机胺吸收CO2引入电解质时会自发生成新的含有N-C键的化合物,高度稳定的CO2重新成键形成-COO-,这也是CO2捕集的基本反应[54-56],但CO2捕集过程通常使用含水胺来吸收和分离烟道气中的CO2,最终目标是将CO2纯化并封存,同时将有机胺再生生成捕集前的状态,循环利用;这种涉及N-C键断裂的再生通常使用加热或变压解吸来完成[57]㊂然而 CO2捕集及电化学转化利用一体化技术 是使用负载CO2的有机胺溶液作为电活性电解质来促进放电反应的进行,整个过程不能有质子型溶剂-水的参与㊂如图3所示,通过自发放电机制,生成的N-C键化合物会发生电化学裂解,同时有机胺再生用于随后的循环㊂虽然已经有研究表明胺-CO2化合物在金属催化剂水溶液中可以直接电还原,但化合物缺乏内在活性,主要依靠物理吸附CO2发生还原并促进氢析出[58]㊂通过化学结合的CO2转换溶剂也已用于电极附近的CO2进行直接电还原[59]㊂然而,CO2捕集及电化学转化利用一体化技术中CO2结合物的电化学活性首次与N-C键断裂相关联㊂这项研究的意义就在于它将CO2捕集和电化学利用有机地整合为一体㊂该研究利用有机胺EEA捕获CO2后在DMSO电解质溶剂中转化为非水电解质㊂CO2在这种无催化剂的环境中具有了电化学活性,在原电池系统中自发放电并在阴极还原产生CO2衍生产物,同时有机胺EEA得到再生可以循环使用㊂该研究发现含Li+的盐与活性物质的形成有关,并且在高电位(2.9V Li/Li+)放电的状态下以高选择性的方式实现转化㊂这种方法扩大了CO2转化利用过程中的介质的选择范围,使更多的非水溶剂成为可能[53]㊂这项技术未来最大的挑战是开发适用于该系统并具有高转化率的有机胺捕集剂,以达到连续长周期的循环运行,增加更高的放电容量㊂使有机胺吸收剂既能形成良好的电解质溶剂,又能在形成N-C键后发生电化学的转换㊂图3㊀CO2捕集及电化学转化电池示意和反应过程[52]4 总结与展望适用于燃煤电厂的CO2捕集-封存利用一体化技术近年来得到越来越多的关注,然而目前该技术距离大规模商业化还有差距㊂CO2的捕集-矿化利用一体化技术不仅可以使CO2捕集和封存利用一步完成,还能够实现对CO2的永久封存㊂对于中小CO2排放源或者不具备地质封存条件的CO2排放源来说,利用高钙粉煤灰为原料的CO2的捕集-矿化利用一体化技术可以发挥重要作用㊂由于燃煤电厂的高钙粉煤灰产量与CO2的排放量的不对称,造成CO2减排无法通过单一途径彻底解决㊂而在传统的CO2的捕集-矿化利用一体化技术的基础上,出现了更有发展潜力的CO2捕集及电化学转化利用一体化技术,该技术不仅提供与现有锂电池相当的放电容量,而且当电池放电时,能将电解液中捕集的CO2转化为固体矿物碳酸盐㊁碳以及氧气㊂与其他技术相比,这是将CO2从气体捕集至液相,再转化为固体更有效的方式,固体产物还有很高的利用价值,例如电池制造所需的阴极碳材料,因此该技术有着良好的发展前景,为控制CO2排放提供了更多的解决途径㊂需要在CO2捕集与封存利用方面开展了更广泛的研究工作,继续沿着CO2捕集-封存利用一体化的路线重点开发新型CO2捕集剂以实现高效的CO2捕集-矿化利用一体化工艺,同时还需继续完善新型可持续充电但不可逆的 CO2捕集-电化学碳固定-胺再生 一体化新工艺,为持续有效降低燃煤电厂CO2排放提供更优的解决方案㊂参考文献[1]㊀MATTER J M,STUTE M,SNAEBJORNSDOTTIR S O,et al.Rapid carbon mineralization for permanent disposal ofanthropogenic carbon dioxide emissions[J].Science,2016,352(6291):1312-1314.[2]㊀SCHRAG D P.Preparing to capture carbon[J].Science,2007,315(5813):812-3.[3]㊀WHIPPLE D T,KENIS P J A.Prospects of CO2Utilization viaDirect Heterogeneous Electrochemical Reduction[J].J.phys.chem.lett,2010,1(24):3451-3458.[4]㊀ROCHELLE G T.Amine scrubbing for CO2capture[J].Science,2009,325(5948):1652-1654.[5]㊀HELDEBRANT D J,KOECH P K,GLEZAKOU V A,et al.Water-Lean Solvents for Post-Combustion CO2Capture:fundamentals,Uncertainties,Opportunities,and Outlook[J].Chem Rev,2017,117(14):9594-9624.[6]㊀BOOT-HANDFORD M E,ABANADES J C,ANTHONY E J,etal.Carbon capture and storage update[J].Energy&Environmental Science,2013,7(1):130-189.[7]㊀CONINCK H D,BENSON S M.Carbon Dioxide Capture andStorage:issues and prospects[J].Annual Review of Environment&Resources,2014,39(1):243-270.[8]㊀MIKKELSEN M,J RGENSEN M,KREBS F C.The teratonchallenge.A review of fixation and transformation of carbon dioxide[J].Energy&Environmental Science,2010,3(1):43-81.[9]㊀LIU M,PANG Y J,ZHANG B,et al.Enhanced electrocatalyticCO2reduction via field-induced reagent concentration[J].Nature,2016,537(7620):382-386.[10]㊀YU Q,JIN Y,SHICHAO W,et al.Li-CO2Electrochemistry:anew strategy for CO2fixation and energy storage[J].Joule,2017,1(2):359-370.[11]㊀晏水平,方梦祥,张卫风,等.烟气中CO2化学吸收法脱除技术分析与进展[J].化工进展,2006,25(9):1018-1024. [12]㊀宋存义,周向.捕集低浓度二氧化碳的化学吸收工艺及其综合比较[J].环境工程学报,2012,6(1):1-8. [13]㊀纪龙,曾鸣.燃煤电厂CO2捕集与利用技术综述[J].煤炭工程,2014,46(3):90-92.[14]㊀GOFF G S,ROCHELLE G T.Monoethanolamine degradation:O2mass transfer effects under CO2capture conditions[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2004,43(43):6400-6408.[15]㊀VEVELSTAD S J,EIDE-HAUGMO I,SILVA E F D,et al.Degradation of MEA;a theoretical study[J].Energy Procedia,2011,4(22):1608-1615.[16]㊀DERKS P W J,VERSTEEG G F.Kinetics of absorption of carbondioxide in aqueous ammonia solutions[J].Energy Procedia,2009,1(1):1139-1146.[17]㊀刘安华.二氧化碳的催化转化反应及其原位酸催化体系的应用[D].天津:南开大学,2013.[18]㊀DU Y,CAI F,KONG D L,et anic Solvent-free Process forthe Synthesis of Propylene Carbonate from Supercritical CarbonDioxide and Propylene Oxide Catalyzed by Insoluble Ion ExchangeResins[J].Green Chemistry,2005,7(7):518-523. [19]㊀GAO J,HE L N,MIAO C X,et al.ChemInform Abstract:Chemical Fixation of CO2:Efficient Synthesis of Quinazoline-2,4(1H,3H)-diones Catalyzed by Guanidines under Solvent-FreeConditions[J].ChemInform,2010,41(42).[20]㊀DOU X Y,HE L N,YANG Z Z,et al.ChemInform Abstract:Catalyst-Free Process for the Synthesis of5-Aryl-2-oxazolidinonesvia Cycloaddition Reaction of Aziridines and Carbon Dioxide[J].ChemInform,2011,42(2).[21]㊀M MMING C M,OTTEN E,KEHR G,et al.Reversible Metal-Free Carbon Dioxide Binding by Frustrated Lewis Pairs[J].Angewandte Chemie International Edition,2009,48(36):6643-6646.[22]㊀WANG X L,MAROTO-VALER M M.Integration of CO2captureand mineral carbonation by using recyclable ammonium salts[J].Chemsuschem,2011,4(9):1291-1300.[23]㊀王晓龙,郜时旺,刘练波,等.捕集并利用燃煤电厂二氧化碳生产高附加值产品的新工艺[J].中国电机工程学报,2012,32(S1):164-167.[24]㊀JI L,YU H,LI K K,et al.Integrated absorption-mineralisationfor low-energy CO2capture and sequestration[J].Applied Energy,2018,225:356-366.[25]㊀纪龙.利用粉煤灰矿化封存二氧化碳的研究[D].北京:中国矿业大学(北京),2018.[26]㊀ZHANG Z,ZHANG Q,CHEN Y,et al.The First Introduction ofGraphene to Rechargeable Li-CO2Batteries[J].Angew Chem IntEd Engl,2015,54(22):6550-6553.[27]㊀ZHANG X,ZHANG Q,ZHANG Z,et al.Rechargeable Li-CO2batteries with carbon nanotubes as air cathodes[J].ChemicalCommunications,2015,51(78):14636-14639. [28]㊀ZHANG X,WANG C Y,LI H H,et al.High performance Li-CO2batteries with NiO-CNT cathodes[J].Journal of MaterialsChemistry A,2018,6(6):2792-2796.[29]㊀HOU Y Y,WANG J Z,LIU L L,et al.Mo2C/CNT:an efficientcatalyst for rechargeable Li-CO2batteries[J].AdvancedFunctional Materials,2017,27(27):1700564-1-1700564-8.[30]㊀XU S M,DAS S K,ARCHER L A.The Li-CO2battery:a novelmethod for CO2capture and utilization[J].Rsc Advances,2013,3(18):6656-6660.[31]㊀WANG X G,WANG C Y,XIE Z J,et al.ImprovingElectrochemical Performances of Rechargeable Li-CO2Batterieswith an Electrolyte Redox Mediator[J].ChemElectroChem,2017,4(9):2145-2149.[32]㊀HU X F,SUN J C,LI Z F,et al.Rechargeable Room-Temperature Na-CO2Batteries[J].Angewandte ChemieInternational Edition,2016,55(22):6482-6486. [33]㊀QIE L,LIN Y,CONNELL J W,et al.Highly RechargeableLithium-CO2Batteries with a Boron-and Nitrogen-Codoped Holey-Graphene Cathode[J].Angewandte Chemie International Edition,2017,56(24):6970-6974.[34]㊀YANG S X,QIAO Y,HE P,et al.A reversible lithium-CO2battery with Ru nanoparticles as a cathode catalyst[J].Energy&Environmental Science,2017,10(4):972-978. [35]㊀LI C,GUO Z Y,YANG B C,et al.A Rechargeable Li-CO2Battery with a Gel Polymer Electrolyte[J].Angew Chem Int EdEngl,2017,56(31):9126-9130.[36]㊀LIU Y,WANG R,LYU Y C,et al.Rechargeable Li/CO2-O2(2ʒ1)battery and Li/CO2battery[J].Energy&EnvironmentalScience,2014,7(2):677-681.[37]㊀LI X,YANG S X,FENG N N,et al.Progress in research on Li-CO2batteries:mechanism,catalyst and performance[J].ChineseJournal of Catalysis,2016,37(7):1016-1024.[38]㊀HU X F,LI Z F,CHEN J.Flexible Li-CO2Batteries with Liquid-Free Electrolyte[J].Angewandte Chemie International Edition,2017,56(21):5785-5789.[39]㊀HU X F,LI Z F,ZHAO Y R,et al.Quasi-solid state rechargeableNa-CO2batteries with reduced graphene oxide Na anodes[J].SciAdv,2017,3(2):e1602396.[40]㊀XIE Z J,ZHANG X,ZHANG Z,et al.Metal-CO2Batteries on theRoad:CO2from Contamination Gas to Energy Source[J].Advanced Materials,2017,29(15):1605891.[41]㊀ZHANG Z,ZHANG Z W,LIU P F,et al.Identification ofcathode stability in Li-CO2batteries with Cu nanoparticles highlydispersed on N-doped graphene[J].Journal of Materials ChemistryA,2018,6(7):3218-3223.[42]㊀ZHANG Z,WANG X G,ZHANG X,et al.Verifying theRechargeability of Li-CO2Batteries on Working Cathodes of NiNanoparticles Highly Dispersed on N-Doped Graphene[J].Advanced Science,2018,5(2):1700567.[43]㊀XU S M,REN Z C,LIU X,et al.Carbonate decomposition:low-overpotential Li-CO2battery based on interlayer-confinedmonodisperse catalyst[J].Energy Storage Materials,2018,15:291-298.[44]㊀MA W Q,LIU X Z,LI C,et al.Rechargeable Al-CO2Batteriesfor Reversible Utilization of CO2[J].Advanced Materials,2018,30(28):1801152.[45]㊀TAKECHI K,SHIGA T,ASAOKA T.A Li-O2/CO2battery[J].Chemical Communications,2011,47(12):3463-3465. [46]㊀DAS S K,XU S,ARCHER L A.Carbon dioxide assist for non-aqueous sodium-oxygen batteries[J].ElectrochemistryCommunications,2013,27:59-62.[47]㊀YIN J,LAPLANT B R,UY G L.Impact of the timing of completeremission and transplantation on estimates of event-free survival inacute myeloid leukemia[J].Blood,2016,128:214. [48]㊀LIM H K,LIM H D,PARK K Y,et al.Toward a Lithium- AirBattery:the effect of CO2on the chemistry of a lithium-oxygen cell[J].Journal of the American Chemical Society,2013,135(26):9733-9742.[49]㊀LU Y C,GALLANT B M,KWABI D G,et al.Lithium-oxygenbatteries:bridging mechanistic understanding and batteryperformance[J].Energy&Environmental Science,2013,6(3):750-768.[50]㊀LAMY E,NADJO L,SAVEANT J M.Standard potential andkinetic parameters of the electrochemical reduction of carbondioxide in dimethylformamide[J].Journal of ElectroanalyticalChemistry and Interfacial Electrochemistry,1977,78(2):403-407.[51]㊀GOWDA S R,BRUNET A,WALLRAFF G M,et al.Implicationsof CO2Contamination in Rechargeable Nonaqueous Li-O2Batteries[J].The Journal of Physical Chemistry Letters,2013,4(2):276-279.[52]㊀KHURRAM A,HE M,GALLANT B M.Tailoring the DischargeReaction in Li-CO2Batteries through Incorporation of CO2CaptureChemistry[J].Joule,2018,2(12):2649-2666. [53]㊀王蕾.供电又环保,麻省理工研发锂二氧化碳电池[J].新能源经贸观察,2018(10):93.[54]㊀VERSTEEG G F,VAN DIJCK L A J,VAN SWAAIJ W P M.Onthe kinetics between CO2and alkanolamines both in aqueous andnon-aqueous solutions.an overview[J].Chemical EngineeringCommunications,1996,144(1):113-158.(下转第641页)。
二氧化碳捕集与利用技术研究
二氧化碳捕集与利用技术研究一、背景介绍随着全球人口的增长，对能源的需求不断提高。
然而，石油、天然气等传统能源的消耗不可避免地导致二氧化碳排放的增加，这种情况已经引起了人类社会的广泛关注。
二氧化碳是一种温室气体，它的增加会导致全球气候变暖，给人类社会和生态环境带来巨大的影响。
因此，如何有效地捕集和利用二氧化碳，变废为宝，是当前需要解决的一个重要问题。
二、二氧化碳的捕集技术1. 吸收剂法吸收剂法是最常用的二氧化碳捕集技术之一，它利用化学方法将二氧化碳从烟气中分离出来。
目前常用的吸收剂有胺类、碳酸盐类、磷酸盐类等。
其中，胺类吸收剂相对来说成本较低，但是使用过程中会产生大量的废液，对环境造成影响。
另外，吸收剂法捕集的二氧化碳质量比较纯，但是设备的建设和维护成本较高，限制了其广泛应用。
2. 膜法膜法是一种新型的二氧化碳捕集技术，它利用半透膜将烟气中的二氧化碳分离出来。
膜法的好处在于设备简单，维护成本较低，而且不会产生大量的废液。
但是，由于二氧化碳和其他气体的分子大小很相似，因此需要选择合适的膜材料才能实现高效分离。
3. 冷却法冷却法是一种经济和实用的二氧化碳捕集技术，它利用温度差异将二氧化碳从烟气中分离出来。
由于二氧化碳的气态和液态在不同的温度下稳定，因此可以通过冷却烟气来实现分离。
冷却法的好处在于设备简单，但是对气体流量和温差的要求较高，且不适合大规模应用。
三、二氧化碳的利用技术1. 工业化利用工业化利用是目前二氧化碳利用的主要形式之一，它主要包括合成燃料、化学品、建材等。
其中，二氧化碳的利用最大的产业是化学品行业，利用二氧化碳合成甲酸、脲、聚碳酸等。
另外，二氧化碳的利用还可以制备建筑材料，如石膏和水泥等。
2. 地质封存地质封存是一种在深层地质结构中将二氧化碳永久存储的技术。
该技术的优点在于永久存储效果好，但是存在着地质安全性和地下水污染的风险，需要充分考虑安全问题。
3. 农业和林业利用农业和林业利用是一种新兴的二氧化碳利用方式，它将二氧化碳在植物和土壤中进行循环。
二氧化碳捕集与转化一体化技术
二氧化碳捕集与转化一体化技术（中英文实用版）Title: Integrated CO2 Capture and Conversion Technology随着全球气候变化的日益严峻，减少二氧化碳排放成为当务之急。
为此，研究人员一直在积极探索各种二氧化碳捕集与转化技术。
Integrated CO2 Capture and Conversion Technology, referred to as ICCCT, is a cutting-edge technology that aims to capture and convert CO2 emissions into valuable resources.二氧化碳捕集与转化一体化技术能够有效降低大气中的二氧化碳浓度，对于缓解全球气候变化具有重要意义。
This technology not only helps to reduce CO2 emissions but also converts this greenhouse gas into useful products, such as fuels, chemicals, and construction materials.目前，二氧化碳捕集与转化一体化技术尚处于研发阶段，面临诸多挑战。
However, with continuous research and technological innovation, it is believed that ICCCT will play a significant role in achieving a low-carbon economy in the future.该技术具有广泛的应用前景，不仅可以应用于能源、交通等高碳排放行业，还可以应用于工业、农业等其他领域。
The potential applications of ICCCT are vast, extending beyond high-carbon industries such as energy and transportation to include industrial and agricultural sectors.尽管二氧化碳捕集与转化一体化技术前景广阔，但其研发和推广仍面临诸多挑战。
二氧化碳捕集与利用技术研究及工程示范
二氧化碳捕集与利用技术研究及工程示范随着人类社会的不断发展，能源消耗量逐年增加，大量化石燃料的燃烧释放出大量的二氧化碳（CO2），使得CO2排放量不断增加，对气候变化产生了巨大的影响。
在此背景下，如何降低CO2排放、控制气候变化成为了人类关心的重大问题。
其中，二氧化碳捕集与利用技术是近年来备受关注的一种解决方式。
二氧化碳捕集与利用技术主要包括CO2的捕集、储存、转化和利用四个方面。
首先，CO2捕集是指通过各种技术手段从大气中或工业排放气体中分离、提纯和收集CO2，常用的捕集技术包括吸收、压缩和分离等；其次，CO2储存是指将捕集的CO2通过各种储存或封存方式，如注入地下储层等，长期保存不释放到大气中；再次，CO2转化是指将捕集的CO2通过各种化学、生物或光催化反应等方式，将其转化为有用的化学品或燃料；最后，CO2利用是指将转化后的产物作为能源或材料使用，以减少对化石燃料的需求或生产低碳的化学品、建筑材料等。
目前，全球范围内已经出现了一些CO2捕集与利用技术的研究和工程示范。
例如，美国伊利诺伊州的Soyland能源中心（Soyland Energy Center）利用先进的化学吸收和压缩技术，在发电厂的工业排放气体中捕集出CO2，随后将其注入到附近的地下储层中，长期储存不释放。
此外，一些CO2转化研究也在不断开展。
以能源领域为例，德国的“太阳液体”（Sunliquid）项目利用细胞壁水解技术将作物秸秆转化为“生物乙醇”，不仅可以减缓CO2的排放，还可以替代传统能源，缓解能源短缺问题。
另外，CO2利用技术也在逐步发展。
例如，中国天津市的“The Carbon Clean Solutions”公司（CCSL）利用自主研发的催化剂和反应器，将捕集的CO2转化为高附加值化学品，如甲醇和二甲醚，其中甲醇更可应用于制备燃油等。
另一方面，瑞士的Climeworks公司研发出一种名为“空气机”的设备，它能通过风能或太阳能收集大气中的CO2，并将其压缩储存或直接利用。
二氧化碳的捕集与转化技术研究
二氧化碳的捕集与转化技术研究二氧化碳是导致全球气候变化的主要原因之一。
大量的二氧化碳排放在大气中，导致温室效应加强，导致气候变暖、海平面上升、生态环境恶化等问题。
因此，减少排放、降低二氧化碳浓度是环保领域中的热门话题。
二氧化碳的捕集与转化技术正逐渐成为解决这一问题的重要手段。
1. 二氧化碳的捕集技术二氧化碳的捕集技术是将二氧化碳从大气或工业废气中分离出来，以降低排放量和二氧化碳浓度。
常见的二氧化碳捕集技术有：1.1 吸收法吸收法是利用吸收剂吸收二氧化碳。
吸收剂通常是乙醇胺、氨、碱性液体等。
它们与二氧化碳接触时会反应生成一个化合物，即碳酸盐。
随着时间的推移，这种化合物会分解，并释放出二氧化碳。
吸收法具有成本低、易于操作的优点，但它需要处理吸收剂，因此需要消耗额外能源。
1.2 膜分离法膜分离法是使用特殊的膜材料将二氧化碳从气体混合物中过滤出来。
膜通常由聚合物、陶瓷、金属合金等材料制成，它们的表面有一系列的孔隙，在使用过程中，二氧化碳可以通过这些孔隙流过膜。
膜分离法具有效率高、处理量大的优点，但也需要能源的消耗。
1.3化学吸附法化学吸附法是利用吸附剂将二氧化碳从气体中提取出来。
这种吸附剂通常是一些具有特殊化学结构的纳米材料，例如金属有机框架、多孔性硅材料等。
这些吸附剂会通过微米级别的孔隙捕获二氧化碳分子，并将其定向地吸附在其表面上。
然后，二氧化碳可以通过升温、减压等方法从吸附材料中释放出来。
2.二氧化碳的转化技术二氧化碳的转化技术是将二氧化碳转化为其他有用的化学品或能源。
这种技术可以将二氧化碳变成可重复使用的原材料，在产生比传统方法更少的温室气体排放的同时，生产有益于人类的产品。
2.1电化学还原电化学还原是一种通过电解将二氧化碳转化为其他有用的化学品的方法。
在这种方法中，二氧化碳可以在较低的电压下被还原为更有用的化合物。
例如，利用千分之一的太阳辐射就可以转化为多氟联苯盐，这是一种用于制药、塑料和其他化学品的重要化合物。
生物二氧化碳捕集和利用技术
生物二氧化碳捕集和利用技术近几年来，人类面临着严重的环境问题，如全球变暖、空气污染等。
其中，二氧化碳排放被认为是导致这些问题的主要因素之一。
为了减缓环境问题的影响，生物二氧化碳捕集和利用技术应运而生。
本文将对此进行探讨。
生物二氧化碳捕集技术生物二氧化碳捕集技术是利用微生物或植物等生物体进行二氧化碳吸收和捕集的技术。
这种技术可以广泛用于工业、农业和环境保护等领域。
在工业领域中，生物二氧化碳捕集技术已被广泛应用于燃煤电厂和酒精工厂等高排放单位。
通过将二氧化碳导入生物反应器中，微生物可以利用它进行生长，进而将二氧化碳转化为各种有用产品，如生物燃料、饲料、肥料等。
这种技术不仅可以减少二氧化碳的排放量，还可以转化为可再利用的资源。
在农业领域中，生物二氧化碳捕集技术可以增加作物产量，提高土壤质量。
研究表明，将二氧化碳导入大棚中，可以促进蔬菜和水果的生长，提高产量和品质。
此外，还可以利用生物体对二氧化碳的吸收和转化能力，生产各种肥料，提高土壤肥力。
在环境保护领域中，生物二氧化碳捕集技术可以减缓全球变暖的影响，改善空气质量。
随着城市化的加快，空气污染问题也越来越严重。
通过将二氧化碳导入中草药园和公园等绿化区域，可以提高植物的生长速度和密度，并有效地吸收和净化空气中的污染物，从而改善空气质量。
生物二氧化碳利用技术与生物二氧化碳捕集技术相对应的是生物二氧化碳利用技术。
这种技术的基本原理是将二氧化碳转化为有用的化学物质和生物质，如甲酸、丙烯酸等。
在化学工业领域中，生物二氧化碳利用技术已成为一种潜在的生产路线。
通过将二氧化碳与水合成甲酸，这种技术可以为化学工业提供一个更为环保和可持续的生产手段。
此外，也可以利用生物二氧化碳利用技术，将二氧化碳转化为更有利用价值的复杂有机物，用来生产塑料等高附加值化学品。
在能源领域中，生物二氧化碳利用技术可以实现从化石燃料到生物质，再到化学品和燃料的转化。
此外，利用生殖细胞进行光合作用，可以将二氧化碳转化为生物燃料，如生物柴油和生物乙醇等，为可再生能源领域提供一个重要的途径。