作者:黄辛 花雪菀 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/11 19:35:58
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石油化工绿色制造过程“碳中和”研究获进展

近日,华东理工大学化学与分子工程学院教授胡军联合英国谢菲尔德大学教授王美宏,在钱锋院士团队和教授刘洪来团队的支持下,通过合成具有吸附/催化双功能的复合材料,将钙循环(CaL)和逆水煤气变换反应(RWGS)相结合,实现了在同一反应塔相同温度下,对模拟工业裂解烟气进行二氧化碳高温捕集和原位转化。该研究成果以封面形式发表于《能源与环境》,并申请了2项发明专利。

碳捕集和高效利用是解决全球变暖危机的一种有效方案。如果将捕集的碳作为资源,产生具有附加值的产品,将为企业完成“碳中和”指标的同时实现利润回报,具有重要的发展前景。

据了解,该集成技术具有优异的高温二氧化碳捕集性能,材料的二氧化碳吸附容量高达9.0mol/kg(摩尔/公斤),成功地解决了钙循环(CaL)过程CaO(氧化钙)易烧结的工程瓶颈问题,获得长效循环操作稳定性;首次提出了“氧化还原异质结”的双金属催化策略,使二氧化碳原位转化率接近90%,产品气中CO(一氧化碳)选择性接近100%,避免了后续分离的工程复杂性。

这项集成技术充分利用高温烟道气热值,几乎不需要额外的反应能量输入,并大幅度降低了常规二氧化碳捕集降温、反应升温的巨大能耗。同时,碳捕集和转化在同一塔中即可实现,与传统二氧化碳捕集与转化分别单独运行的工艺相比,节约了大量公用、辅助设备的大规模投资,以及气体分离、压缩、输运、管网的初期建设和运行费用,操作成本大幅度下降,约为最新文献报道的CaL捕集和RWGS转化单独操作成本之和的1/3,并且该技术所产生的合成气,为后续生产高附加值产品如甲醇和乙烯等提供了原料气。

专家表示,这项高效、节能、低成本的CaL/RWGS集成工艺技术为加快推进绿色石油化工制造提供了创新发展的基础。

相关论文信息:https://doi.org/10.1039/D0EE03320K

 
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