2023, 第43卷, 第6期 刊出日期:2023-06-20

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    氢储运环节是目前最制约氢能产业发展的一个环节,高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障,选用合适方式应对不同应用场景是决定氢能最终成本的一大关键因素。重点就高压气态、液态、管道和液氨等4种运输方式进行经济性分析,研究结果表明,运量和运距决定储运的方式,不同运氢方式适宜不同应用场景,应根据运输距离和运输规模,选择最经济的且与之应用相匹配的储运氢技术。氨作为储氢介质,按照国铁运输液氨折算成运氢价格,其运价远远低于其他运输方式。由此提出建立青海绿氨储运基地的设想,既可激活西北风光资源丰富地区的新能源消纳渠道,又可实现氢能/氨能的远距离、低成本、低能耗、高效率的跨区域运输。

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    液氢在储存、运输、应用等环节具有明显成本优势,是未来氢能储运的主要方式之一。分析了国内外液氢的生产、储存、运输技术现状以及我国液氢发展前景和存在问题;指明目前亟待解决的主要问题包括顶层设计、标准完善、多元化应用、关键技术设备自主研发等;需推进氢能在交通运输、能源供应、工业生产、商住生活等多个领域的产业应用,最终促进氢能在优化能源结构、保障能源安全、实现"双碳"目标过程中的关键作用。

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    随着"双碳"目标的提出,氢能作为一种无碳能源,有望成为未来能源的重要形式。甲烷(CH4)作为天然气的主要成分,质量含氢量高达25%,是烃类中质量含氢量最高的物质,基于天然气储运的完善基础设施,可有效避免氢气(H2)难于储运的产业发展痛点。分析了甲烷作为储氢载体的氢能产业发展技术路径,从制氢端考虑,对甲烷重整制氢、甲烷裂解制氢技术的现状以及面临的挑战加以分析;从甲烷制取角度,介绍了甲烷化技术的动态和难点。

  • 现代化工. 2023, 43(6): 18-21,26. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.06.004
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    讨论了MOFs基材料作为催化剂对MgH2储氢材料性能的影响,概括了MOFs基催化剂的设计和合成方法,分析了MOFs基催化剂的优点和存在的不足,进一步对MOFs基催化剂在储氢领域的应用前景进行了展望。

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    简要介绍了自聚微孔聚合物(PIMs)的结构特点,综述了PIMs在氢气存储和分离方面的应用研究进展。分析了发展PIMs氢气分离膜材料所面临的挑战,并指出PIMs在氢气存储和分离领域的应用前景及发展趋势。

  • 现代化工. 2023, 43(6): 27-31,38. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.06.006
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    以新疆某制氢加氢一体化项目为例,阐述了大型制氢加氢子母站的设计方法,提出了制氢加氢母站和加氢子站的工艺路线和配置方案。对于大规模制氢加氢母站,设置碱性水电解制氢系统、氢气压缩及储存系统、氢气充装系统及油气氢合建站,使母站兼具制氢、充装和加氢功能;考虑特定时段氢气外运不畅,提出了低压存储、中间压力存储和高压存储的方案,并通过比较确定采用低压存储方案;母站内加氢站及加氢子站采用油气氢合建站形式,提出了具体的设备配置方案。对于加氢子站,提出了分级卸气以提高长管拖车氢气利用效率的方案。

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    为实现"双碳"目标及加快能源结构绿色低碳转型,氢能作为一种高效、清洁的可再生能源被列为未来大力发展的能源。通过对我国能源结构发展及炼厂制氢技术的分析,总结了氢能作为能源的优势。我国炼厂制氢以轻烃蒸汽转化及煤气化制得的"灰氢"为主,为实现"灰氢"向"蓝氢"的转型,介绍了几种炼厂制氢装置与CCS或CCUS技术结合的案例,说明我国炼厂制氢技术低碳化转型发展方向。

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    当前传统炼化企业面临市场方面巨大挑战,同时,双碳背景下政府部门对于高耗能项目审批控制日益严格,导致传统炼化企业难以通过新建大规模炼化项目重新规划布局。为了应对挑战,保持企业的可持续发展,部分传统炼化企业通过减油增化在一定程度上实现了产品结构优化,提高了企业竞争力。随着市场竞争加剧和节能降碳要求提高,未来炼化企业只能依托现有设施,通过新技术和新能源寻求绿色转型方案。结合现阶段有关技术进展和传统炼化企业用能及资源利用现状,提出一些值得关注的传统炼化企业绿色转型升级潜在方向。

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    通过梳理中国肥料产业标准体系、流通体系,以及2010年、2020年肥料产品企业数、产能、产量数据分析,发现中国肥料产业体系不断完善,形成了原料、一次制造、二次加工、多渠道流通和多种类型用户的架构;肥料产品不断丰富,具有标准和纳入登记的产品达79种;企业集中度不断提高,现有原料、一次制造、二次加工、流通企业总数估计达6 860家,比2010年减少约570家,其中氮磷钾原料企业和复合肥生产企业数大幅减少,而有机肥等企业数增长迅速;全国肥料产能巨大,一次制造、二次加工肥料实物量产能高达4.9亿t/a,产量达2.4亿t,氮磷肥产能产量迅速减少,有机肥等迅速增加;中国肥料产业逐渐向着复合化、多元化、高效化的方向发展。

  • 现代化工. 2023, 43(6): 53-56,61. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.06.010
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    介绍了几种基于镓基液态金属图案化的方法,包括直接书写法、微流道注入法、3D打印法、丝网印刷法和喷涂法,其中直接输写法是一种低成本且高效的方法,但对液体的浓度有一定的要求;微流道注入法和丝网印刷法精度高,但都需要根据通道形状制备好基底或模具,灵活性较差;3D打印适合绘制三维立体结构,但对材料有所要求;相较于其他方法,喷涂法适合于精度较低的场合。最后,对基于镓基液态金属图案化方法的优化提出了自己的见解。

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    综述了单原子催化剂(SACs)传统的制备方法以及近年来提出的更高效、完善的新方法,总结了其在电化学、光催化、加氢还原等方面的应用,并对该领域的研究提出新的展望和挑战。

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    总结了近年来有关糠醛渣在热转化方面的研究进展,包括直接燃烧、热裂解及热解汽化等处理方式。阐述了热解机理及热解条件对热解过程及产物的影响机制,介绍了不同种类催化剂对产物选择性的区别,论述了热转化产物的性质及其利用方式。

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    综述了含钒页岩提钒尾渣资源化利用的最新研究成果,重点介绍了提钒尾渣在建筑材料、制备功能材料和有价组分回收3个方面研究与运用情况,分析探讨了提钒尾渣在资源化利用中的优势与不足,并对页岩提钒尾渣资源化利用的发展现状、行业难点进行了总结与展望。

  • 现代化工. 2023, 43(6): 74-80,85. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.06.014
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    论述了近几年植物基复合水凝胶功能材料在生物医学(包括生物传感器、医用材料、药物输送载体和组织修复)、超级电容器和水处理领域的最新应用研究进展。植物组分的添加将进一步拓宽多功能水凝胶材料的应用领域,对实现多功能水凝胶材料的绿色和可持续发展具有重要意义。

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    介绍了CO2制备纳米碳材料和无机材料等高附加值材料的主要进展,重点阐述了这些技术的实现途径、技术经济性和优缺点;通过与现有技术的综合对比,探讨其工业化应用的潜力。

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    概述了近年来国内外CO2以气体形式转化制备固体碳材料的几种方法的研究进展,包括镁热还原法、无机化合物还原法、熔融盐电还原法以及新型转化技术,重点综述了不同转化方法的技术特点和对碳形貌调控的关键。总结了不同转化路线的优缺点并分析了不同技术的工业应用前景,未来可结合可再生能源驱动转化过程以实现CO2减排与高值化利用,促进尽早实现碳中和目标。

  • 现代化工. 2023, 43(6): 92-97,102. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.06.017
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    综述了近年来以不同原料及工艺合成1,3-丙二醇的研究结果,从适用性、经济性角度分析了每种技术规模化生产的可行性,并展望了化学法生产1,3-丙二醇的前景。

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    介绍了SCR反应的原理,重点综述了贵金属催化剂、金属氧化物催化剂、分子筛催化剂、碳基催化剂等低温脱硝催化剂的研究进展。同时,对催化剂应用中存在的主要问题进行了总结,并对SCR催化剂的研究方向进行了展望。

  • 现代化工. 2023, 43(6): 103-106,111. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.06.019
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    对含氟污泥的性质、危险特性进行了归纳,综述了含氟污泥资源化利用的现有技术,分析了各种技术的可行性与当前研究进展,总结了含氟污泥处理仍然存在的共性问题,为含氟污泥资源化利用技术发展提供参考。

  • 现代化工. 2023, 43(6): 107-111. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.06.020
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    简要阐述了常规电催化氧化阳极材料及电催化氧化机理,归纳总结了Magnéli相亚氧化钛电极的性质及不同制备手段的优缺点。对近年来国内外Magnéli相亚氧化钛电极在电催化氧化处理新污染物废水的应用进行了综述,并从电极制备及性质上进行了分析,对Magnéli相亚氧化钛电极的应用前景和发展方向进行了展望。