科学研究

低碳技术与碳捕集利用封存代表性产业化成果

信息来源: 供稿人: 发布日期:2022-11-20 点击数:

(1)废弃高分子固相力化学回收新装备新技术

石化工业将石油等化石资源转化为高分子材料,是重要的固碳手段,但废弃高分子材料污染环境,焚烧处理产生大量二氧化碳。王琪院士团队研制了“中国创造”的固相剪切碾磨加工装备,实现混杂型塑料固相相畴调控和交联型塑料室温部分解交联,在高分子态高值高效回收利用难再生废弃塑料,减少石化资源消耗,碳排放降低达95%,具有治污和减碳协同效应,有力助推碳减排和碳中和

(2)环境友好聚乙烯醇规模化应用技术

聚乙烯醇是为数不多的可由非石油路线规模化生产的高分子材料,但其熔点与分解温度接近,难热塑加工。王琪院士团队团队通过将其与PVA有互补结构的改性剂分子复合,破坏PVA分子间氢键,全面实现了PVA的热塑加工,发展了其与生物可降解塑料、生物质材料共混复合技术,可快速规模替代石油基不可降解包装材料和制品,减少石化资源消耗和二氧化碳排放

(3)烟气CO2直接矿化固废联产碳酸盐产品技术

我国烟气脱硫行业伴生大量半干法脱硫渣(含~20%的CaO或Ca(OH)2),年排放量超5000万吨,大量堆放会导致地下水污染和碱化。基于此,团队研发了烟气CO2直接矿化脱硫渣联产碳酸盐产品技术,生产的石灰石浆料产品(含60-80%碳酸钙)可直接作为脱硫原料输送至湿法脱硫车间,降低石灰石开采成本。团队开发了烟气逆流吸收与双塔串联的大通量低浓度烟气直接矿化工艺及设备,并在国家科技部、中国石化等支持下,建立了目前全球最大规模的万吨级CO2矿化脱硫渣联产石灰石浆料的工业试验装置,实现每矿化处理1吨脱硫渣,减排110 kgCO2,过程碳净封存率>79%。

(4)CO2矿化天然矿物的低能耗高效活化技术

针对钾长石资源难以利用,钾肥加工成本高,以及我国需要大量钾肥的现实难题,团队首次提出CO2矿化与钾长石提钾耦合的科学思路,大幅提高活化效率。基于上述科学原理,团队研发了一系列CO2矿化天然矿物的低能耗高效活化技术,其中重点突破了耦合CO2矿化提钾技术,创建了CO2矿化加工天然矿物的减排路线,实现了CO2、钾、钙、氯全资源化的利用及回收,建成了5000吨/年工业示范装置,为CO2减排提供一种经济、技术可行的方法,也为解决我国气候、环境、资源问题开辟了新的路径。

(5)CO2捕捉-矿化一体化处理固废技术

我国每年排放5000万吨磷石膏,造成严重环境危害。因此,团队研发了CO2捕捉-矿化一体化处理固废技术,直接利用低浓度烟气CO2矿化处理磷石膏,生产肥料和建材,实现以废制废的CO2减排路线。研发过程中,团队发明了利用碱性磷石膏料浆吸收烟气CO2的捕捉-矿化反应一体化耦合方法,节省CO2捕捉能耗3.5-4 GJ/t-CO2。在政府和企业支持下,团队建立了100 Nm3/h规模全球第一套CO2矿化磷石膏一体化反应中试装置,实现每矿化处理4吨磷石膏,减排1吨CO2,取得CO2减排与固废处理的双重效益。

CO2矿化磷石膏一体化反应中试装置