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面向我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大戰(zhàn)略需求，提出了利用二氧化碳高效開發(fā)頁巖氣的新理論與新方法，成功指導(dǎo)了我國首次陸相頁巖氣超臨界二氧化碳壓裂現(xiàn)場試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了頁巖氣高效開發(fā)與二氧化碳地質(zhì)封存一體化的突破。

（專利號：ZL 201310697615.X） 簡介：本發(fā)明公開一種利用含二氧化碳的硫化氫酸氣制備硫氫化鈉的方法，屬于脫碳技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先將含有氫氧化鈉和碳酸氫鈉的緩沖溶液與未脫碳的硫化氫酸氣進(jìn)行混合反應(yīng)吸收酸氣中的二氧化碳和部分硫化氫，得到脫碳富液，然后加熱脫碳富液，使脫碳富液中的硫氫化鈉發(fā)生水解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成氫氧化鈉，水解反應(yīng)生成的氫氧化鈉與脫碳富液中的游離堿和碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈉；將脫除二氧化碳后的硫化氫酸氣進(jìn)入管式混合反應(yīng)器，

本發(fā)明公開了一種超臨界二氧化碳燃煤循環(huán)流化床鍋爐及發(fā)電系統(tǒng)與發(fā)電方法，鍋爐包括爐膛、分離器、尾部煙道和位于分離器回料段中的外置式換熱器，爐膛內(nèi)設(shè)有冷卻壁和中溫過熱器，外置式換熱器內(nèi)設(shè)有高溫再熱器和分別與冷卻壁和中溫過熱器連通的低溫過熱器，尾部煙道內(nèi)設(shè)有低溫再熱器、高溫過熱器、上級省煤器、下級省煤器和空氣預(yù)熱器，其中，高溫過熱器與中溫過熱器連通，低溫再熱器與高溫再熱器連通；鍋爐的工質(zhì)為超臨界二氧化碳。本發(fā)明鍋爐能有效控制冷卻壁壁溫，保證鍋爐安全可靠運(yùn)行且熱效率高；發(fā)電機(jī)組趨于小型化，具有更快的負(fù)荷響應(yīng)速度，深度調(diào)峰適應(yīng)性強(qiáng)，充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢，提高能源利用率，保障能源安全。

本發(fā)明公開一種超臨界二氧化碳循環(huán)流化床燃煤鍋爐，采用超臨界二氧化碳代替現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)蒸汽作為吸熱做功的工質(zhì)，工質(zhì)吸熱過程包括一次分流和一次再熱。超臨界二氧化碳循環(huán)流化床鍋爐工質(zhì)受熱面包括設(shè)置在爐膛內(nèi)的二氧化碳冷壁屏式加熱器和高溫再熱器；分離器出口處至爐膛在回料器段并行布置以灰作為熱源的外置上級省煤器；尾部煙道內(nèi)沿?zé)煔饬鲃臃较蚴軣崦姘ǖ蜏卦贌崞骱拖录壥∶浩鳌１景l(fā)明還公開了該超臨界二氧化碳循環(huán)流化床燃煤鍋爐驅(qū)動發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的超臨界二氧化碳循環(huán)流化床燃煤鍋爐強(qiáng)化了再熱器高溫段的煙氣傳熱，同時也緩解了尾部煙道熱量需求壓力，能夠有效降低污染物的排放量、排煙溫度，增大鍋爐效率。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授課題組和俞書宏院士團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)了系列具有“富集”效應(yīng)的納米催化劑，結(jié)合流動電解池的合理設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到目標(biāo)產(chǎn)物的高選擇性轉(zhuǎn)化。相關(guān)工作在線發(fā)表于近期的《德國應(yīng)用化學(xué)》和《美國化學(xué)會志》。二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)不僅能夠降低大氣中的二氧化碳濃度，同時還可以得到諸多高附加值的碳基燃料。在現(xiàn)有的各種二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)中，電催化二氧化碳還原技術(shù)具有可在常溫常壓下進(jìn)行、能夠?qū)崿F(xiàn)人為閉合碳循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，成為一種具有應(yīng)用前景的方法。當(dāng)前，通過更高效催化劑的理性設(shè)計(jì)與可控合成，實(shí)現(xiàn)二氧化碳電還原技術(shù)走向工業(yè)化應(yīng)用成為研究重點(diǎn)與難點(diǎn)。研究人員使用簡單的微波熱合成，通過反應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)，成功制備了3種具有不同尖端曲率半徑的硫化鎘納米結(jié)構(gòu)。模擬表明這種半導(dǎo)體材料尖端曲率半徑減小會引起尖端附近的電場強(qiáng)度增大，從而增強(qiáng)鉀離子在電極附近的富集。流動電解池測試表明，這種催化劑性能大大優(yōu)于其他過渡金屬硫?qū)倩镫姶呋瘎３死眉{米多針尖的“近鄰效應(yīng)”實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)離子的富集外，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出利用納米空腔的“限域效應(yīng)”來富集反應(yīng)中間體，實(shí)現(xiàn)二氧化碳到多碳燃料的高效率轉(zhuǎn)化。以上研究表明二氧化碳電還原反應(yīng)中催化劑納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對催化性能的重要影響，納米尺度“富集效應(yīng)”可有效增強(qiáng)關(guān)鍵中間體的吸附，從而推動反應(yīng)高效率運(yùn)行。這種新的設(shè)計(jì)理念為今后相關(guān)電催化劑的設(shè)計(jì)和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/ange.201912348https://doi.org/10.1021/jacs.0c01699

CO2是引起地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝瑯O難與普通化合物發(fā)生反應(yīng)，本項(xiàng)目是以CO 2 為原料，通過過程耦合和產(chǎn)品耦合等方法，開發(fā)了一系列產(chǎn)品清潔生產(chǎn)新工藝，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果：1）借用了環(huán)氧化合物生產(chǎn)二元醇過程浪費(fèi)的活性和能量活化CO 2 ，發(fā)明了近臨界催化反應(yīng)、熱循環(huán)節(jié)能和反應(yīng)吸收耦合過程強(qiáng)化新技術(shù)，經(jīng)碳酸丙（乙）烯酯，合成綠色化工原料碳酸二甲酯并聯(lián)產(chǎn)二元醇；2）在循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域首先提出了原子有效利用率和社會資源有效利用率的環(huán)境友好的評價理論體系，開發(fā)了反應(yīng)耦合過程特性多尺度模擬與優(yōu)化及工程放大技術(shù)；3）從CO 2資源化綠色利用的角度，通過碳酸二甲酯間接實(shí)現(xiàn)CO 2 代替劇毒光氣，開發(fā)了原光氣為原料生產(chǎn)的碳酸酯系列產(chǎn)品等；4）發(fā)明了產(chǎn)品耦合、過程耦合、能量耦合與系統(tǒng)集成等多項(xiàng)過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)和塔設(shè)備單元強(qiáng)化技術(shù)。本項(xiàng)目推廣應(yīng)用12家企業(yè)，與國外先進(jìn)的甲醇氧化羰基化法相比節(jié)約投資75%以上，節(jié)能90%以上，投資少、成本低。本項(xiàng)目推廣應(yīng)用后，碳酸酯系列產(chǎn)品從進(jìn)口國變成了出口國。本項(xiàng)目是減排CO 2并實(shí)現(xiàn)資源化綠色化利用的節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展、低碳技術(shù)。項(xiàng)目具有自主知識產(chǎn)權(quán)，掌握核心技術(shù)，已獲授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)，被列為國家863計(jì)劃重點(diǎn)支持項(xiàng)目。先后榮獲：省部級科技進(jìn)步獎10余項(xiàng)，2010年中國石化行業(yè)協(xié)會技術(shù)發(fā)明一等獎，上海市技術(shù)發(fā)明一等獎。

本發(fā)明公開了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統(tǒng)及方法。它是將富二氧化碳吸收劑溶液經(jīng)加熱器加熱,并通過增壓泵、液相流量計(jì)使增壓的富二氧化碳吸收劑溶液進(jìn)入中空纖維膜接觸器的管程進(jìn)行再生,再生后得到的吸收劑貧液從中空纖維膜接觸器的管程下端輸出;在真空泵的作用下,由吹掃蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的低溫吹掃蒸汽,由中空纖維膜接觸器的殼程下端進(jìn)入進(jìn)行協(xié)助再生,再生后的CO2在低溫蒸汽的吹掃和真空泵的抽吸作用下,經(jīng)冷凝器除水后得到高濃度的CO2氣體。本發(fā)明通過在膜接觸器內(nèi)降壓操作代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱再生的方法,降低吸收劑富CO2溶液的再生能耗,可以解決化學(xué)吸收法分離燃煤煙氣中CO2的高能耗問題。

本發(fā)明公開了一種超臨界二氧化碳大型循環(huán)流化床燃煤鍋爐及發(fā)電裝置與發(fā)電方法，鍋爐包括褲衩腿型單爐膛，爐膛兩側(cè)對稱布置至少兩組分離器，該分離器的上排氣口連接煙道，回料段設(shè)有外置換熱器；其中，爐膛內(nèi)布置冷壁，爐膛外側(cè)設(shè)有與冷壁連通的集箱，煙道內(nèi)沿?zé)煔饬鲃臃较蛟O(shè)有低溫再熱器、上級省煤器、下級省煤器及空氣預(yù)熱器，外置換熱器內(nèi)設(shè)有高溫加熱器以及高溫再熱器，循環(huán)工質(zhì)為超臨界二氧化碳。本發(fā)明以超臨界二氧化碳為循環(huán)工質(zhì)結(jié)合褲衩腿型單爐膛，得到大型化、高效、相對低排的循環(huán)流化床燃煤鍋爐，由其驅(qū)動的發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率提高，配套的發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，材料初始經(jīng)濟(jì)投入小。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心和化學(xué)物理系曾杰教授研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)筑了銅-碳化鐵界面型催化劑，實(shí)現(xiàn)了常壓下二氧化碳加氫高選擇性制備長鏈烯烴。

開發(fā)出了一種基于鈷酞菁（CoPc）分子的高性能CO 2 還原電催化劑材料。在納米尺度上，CoPc分子通過強(qiáng)π-π相互作用均勻的附著在碳納米管(CNT)外壁上，形成CoPc/CNT復(fù)合物。與CoPc分子相比，該復(fù)合物電催化劑顯著提高了CO 2 還原為一氧化碳（CO，一種在大規(guī)模化工產(chǎn)品制造中廣泛應(yīng)用的重要工業(yè)氣體）反應(yīng)的電流密度并有效改善了催化劑的選擇性以及穩(wěn)定性。在0.1 M 碳酸氫鉀 (KHCO 3 ) 電解質(zhì)中進(jìn)行電催化CO 2 還原時，CoPc/CNT復(fù)合催化劑能夠在0.52 V的過電勢下穩(wěn)定地維持10mA cm -2 左右電流密度10小時以上，并且CO的法拉第效率始終保持在90%以上。在分子水平上，通過在CoPc分子上引入氰基（CN）,得到的CoPc-CN/CNT復(fù)合物電催化劑在0.1M KHCO 3 水相電解質(zhì)中催化CO 2 還原為CO的法拉第效率在研究的電勢區(qū)間內(nèi)都達(dá)到95%以上。該CoPc-CN/CNT電催化劑能夠在0.52V過電勢下進(jìn)一步提高CO 2 還原的電流密度至15mAcm -2 ，轉(zhuǎn)化頻率（Turnover Frequency, TOF）為4.1s -1 。該復(fù)合催化劑在電催化CO 2 還原中能夠?qū)崿F(xiàn)較高的電極電流密度(可媲美當(dāng)前最好的非均相電催化劑)，同時維持單個催化位點(diǎn)的高活性(可媲美當(dāng)前最好的分子體系電催化劑)。該項(xiàng)研究表明這種分子/納米碳復(fù)合材料是一類非常誘人的能夠轉(zhuǎn)換過剩排放CO 2 為可再生燃料的電催化劑材料。