双碳目标是我国对世界的庄严承诺。煤化工产业属于高碳排放类产业,产能逐渐增加,探寻低碳化发展迫在眉睫。分析了现代煤化工产业发展的现状,认为现代煤化工对保障国家能源安全具有重要作用,其碳排放主要来源是工艺排放和燃烧排放,其中工艺排放可以通过改善产品结构、与新能源制氢耦合等途径解决,而燃烧排放可以通过电驱替代汽驱等方式解决,总体碳排放可以降低90%以上,建议产业探索通过创新工艺流程降低排放强度。
现代煤化工产业间接实现了对石油的替代,是保障我国能源安全优选路径之一。通过能源形态变革演进规律、氢能与传统能源的纽带关系,阐述了氢能产业是煤基能源产业发展的契入点,可激活煤炭原料属性,实现煤基能源CO2低排放、甚至零排放。在此基础上,建立煤化工生产过程模型,剖析煤制烯烃案例,对氢能耦合煤化工助推煤炭原料属性实现碳中和的系统性能进行分析,阐明了耦合系统的性能变化和工艺之间的内在逻辑关系,为现代煤化工产业在碳中和目标下的发展,尤其是新疆、内蒙等风光与煤炭资源丰富的西北地区,提供了一条现实可选择的路径。
简要介绍了常见的加氢站建站模式及其存在的问题。针对合建式加氢站面临的技术规范问题,从加氢站等级规模划分、加氢站设施爆炸区域划分及防火间距要求等方面分析了合建式加氢站在建设中需考虑的技术规范适用性问题,对新建或改扩建加氢站提出了技术规范修订等建议。
从时间、地域、法律、质量等4个维度,对比分析巴斯夫、中国石化、万华化学等公司的专利创新态势,浅析巴斯夫的专利申请策略。选取巴斯夫的高性能隔热材料石墨聚苯乙烯Neopor产品,探究分析巴斯夫从技术创新-专利布局-产品上市方面如何引领、培养和控制市场,深入探究了巴斯夫的全球专利申请策略、布局策略与保护策略。巴斯夫在全球布局意识、专利时效选择、价值动态评估、科学维持与放弃等申请策略方面的做法值得中国企业思考,在针对新技术、新产品研发、上市、销售所进行的专利布局、维持和保护策略方面值得中国企业借鉴。
综述了多孔碳纳米纤维的2种主要制备方法,分别讨论了2种制备方法的优缺点。详细介绍了碳纳米纤维利用催化、吸附、过滤等手段在污染水体控制中的应用情况,并对未来碳纳米纤维的发展前景进行了思考和展望。
简要介绍了导电聚合物/金属电极的制备,结合近几年聚苯胺和聚吡咯这2类导电聚合物对金属电极优化的研究成果,分析了导电聚合物/金属电极各部分对CO2电还原过程的影响;阐述了导电聚合物/金属电极系统在CO2电还原领域未来的研究重点和发展趋势。
随着膜分离技术的推广,纳滤膜所应用到的分离体系越来越复杂,推动了对膜性能优化的研究。梳理了近些年来膜性能优化效果,综述了膜性能优化方式的发展,介绍了包括优化制备条件、共混改性、表面接枝和构建中间层在内的主要膜性能优化方式,最后对未来膜性能优化的研究做出了展望。
综述了全尺度材料模拟软件(materials studio,MS)在MOFs中气体吸附方面的研究进展,重点介绍了MOFs中气体吸附模拟计算时MS软件各个模块的应用。对采用MS软件模拟计算MOFs中气体吸附性能提出了一些建议。
在介绍超临界二氧化碳特性的基础上,着重论述了scCO2-ESGR工艺的核心技术,剖析了scCO2强化开采页岩气的技术优越性,并指出了目前尚需解决的科学问题及存在的弊端和不足,最后提出了从室内理论研究和现场应用效果评价2方面出发,双管齐下,全面实现页岩气的高效开发和规模化生产。
综述了生物滴滤法净化VOCs的研究进展,从生物滴滤塔工艺、填料、微生物群落、气液传质以及工况操作条件等方面探讨了生物滴滤法在应用中潜在的问题,并指出了未来的研究方向。
综述了燃料电池类型、构型、电极材料和分离器,并以重金属去除效率和产电性能为指标,比较了各电池的优缺点。展望了未来燃料电池的发展方向。
介绍了氢能开发领域中各类氢能储运关键技术及相关装备的应用现状,包括气氢(GH2)、液氢(LH2)、固氢(SH2)、有机液氢(LOHC)储运技术,天然气掺氢管道输送技术,相关储氢材料及设备,并结合储氢密度、安全性、操作便捷性、经济性,阐述了各类氢能储运技术与装备的优势及不足。指出液体和固体形式储氢密度高、安全、运输方便,有望与燃料电池技术结合,广泛应用于交通运输领域;天然气掺氢管道输送是氢能规模化、大面积区域性辐射应用的必然趋势,相关技术、标准需完善。最后提出了未来氢能储运技术及关键装备的发展方向。
着重介绍了脱硝催化剂常见的中毒机理及特点(SO2中毒、H2O中毒、碱金属中毒、HCl中毒、HC/P中毒)、对应抗毒策略及催化剂设计,并做出评价,同时指出存在的问题及未来发展趋势。
综述了基于MOFs的混合基质膜在CO2/N2、CO2/CH4气体分离方面的研究进展,以及气体在混合基质膜中的传质机理。最后指出现在研究存在的问题并对未来发展方向进行了展望。
基于近几年国内外研究进展,总结了现有的废水脱氯技术及其应用,对比分析了各种技术的优缺点。以电解法、烟道蒸发法和膜分离技术为例,介绍了其在脱硫废水零排放中的应用。统计了各种废水脱氯方法在脱硫废水中应用的相关文献情况,综合考虑实际运行情况及处理成本等因素后发现,烟道蒸发法和膜分离技术可能是最适合我国脱硫废水脱氯从而实现零排放的经济可行的方法。
介绍了氧化吸收法协同脱硫脱硝、络合吸收法协同脱硫脱硝、还原吸收法协同脱硫脱硝、等离子体法协同脱硫脱硝、固相吸附再生法协同脱硫脱硝等方法的工艺特征及研究进展,分析了各工艺的优势与不足,并对未来烟气多污染物协同治理进行了展望。
通过总结和归纳近些年来国内外地质聚合物固化重金属的研究情况,综述了地质聚合物的反应机理及不同因素对地质聚合物固化重金属离子的影响,最后分析了地质聚合物在固化重金属领域的发展前景。
综述了金属锂、合金类、金属氧化物/硫化物等高容量负极材料的特点、制备工艺及改性方法,并对其进一步的研究和应用方向进行了展望。
采用超临界乙醇热法合成磷酸铁锂,并以其面积平均粒径为评价标准,通过设计4因素3水平正交实验考察温度、乙醇油胺体积比、装填度和物料物质的量对实验的影响,得到优化粒径的参数为:温度为360℃、乙醇油胺体积比为3.5:1、装填度为64%、物料物质的量为0.5 mmol。结果表明,在反应过程中,油胺作为表面活性剂和碳源前驱体,在保护气下经过煅烧处理转变为一层超薄碳层,最终得到2.5 nm厚的碳层包覆的多孔纳米结构磷酸铁锂,从而有效提升了其导电性和在电解液中的稳定性。
采用3种不同方法从污泥中提取腐殖酸,并通过水热反应与氧化石墨烯合成腐殖酸基复合材料。利用UV-Vis、FT-IR和有机元素分析对腐殖酸结构和元素进行定性分析,并通过电化学测试系统对复合材料的储能性能进行表征。结果表明,3种提取方法均对腐殖酸有富集作用,腐殖酸中大量含氧官能团和N原子的存在可提高离子传输通道的数量和电导率;材料HA2-RGO在电流密度为50 mA/g时表现出高的比电容(148.19 F/g)、更低的电阻、良好倍率性能和出色的循环性能。