基于廉价载氧体的燃煤加压化学链燃烧技术

温室气体——二氧化碳的大量排放导致全球气候变暧,极大地破坏了生态环境,并已成为全球关注的焦点问题。大气中CO2气体主要来源于化石燃料的燃烧,我国CO2排放水平急剧增加并已跃居世界首位,CO2减排已经引起了社会各界的高度重视。我国能源结构以煤为主,当前燃煤CO2回收方法及其相关分离技术,尽管从技术层面上能够实现燃煤CO2的回收,但是其成本高昂。因此,研究开发经济、高效新型的CO2减排技术非常重要。     

燃煤电厂双相整流烟气脱硫成套技术与装备

1 课题研究背景 以煤为主的能源结构,决定了我国的电源结构在较长一段时期内仍以火电为主,火电机组在为我们提供必需的电源和热源的同时,也带来了严重的二氧化硫污染。烟气脱硫技术是目前世界上控制和治理燃煤电厂：二氧化硫排放非常有效的方法。我国燃煤电厂烟气脱硫经过技术引进、吸收、消化和再创新,脱硫技术得到快速发展,取得了可喜的成就。但是,燃煤电厂烟气脱硫技术的成套化、集成化、规范化尚需完善,脱硫装置的稳定性、先进性与国际先进水平还有较大差距。     

温室气体在石油开采中资源化利用的科学问题

工业和人类生活过程中产生的温室气体排放量日益增加,由此导致的空气污染和温室效应正在严重地威胁着人类赖以生存的环境。温室气体中CO2气体占65%以上,控制CO2排放已经成为国际行动。实行CO2高效利用与地质埋存相结合的技术思路是缓解环境污染压力、提高石油采收率的有效途径。在分析温室气体排放和资源化利用发展现状和趋势的基础上,本文针对我国大多数油田非均质性强、渗透率低、原油粘度和含蜡量高、原油与CO2的混相压力高等对CO2提高石油采收率具有挑战性的理论和技术难点,提出了温室气体在石油开采资源化利用技术体系中的几个关键科学问题:(1)适合中国地质特点的CO2埋存及利用评价体系问题;(2)适合中国地质特点的CO2埋存的基本地质理论问题;(3)注CO2混相采油过程中的物理化学理论问题;(4)注CO2驱动过程中的渗流力学问题;(5)CO2分离、运输与防腐的相关科学问题。本文对每个问题所包含的内容作了分析,并指出了在研究问题过程中需遵循的思路、对策与途径,为温室气体提高石油采收率与地质埋存一体化技术思路体系的研究和发展指明了方向。     

基于微藻生物燃料电池技术的绿藻光解水制氢机理研究

化石能源的大量消耗与日趋匮乏，所引起的能源价格持续攀升及CO2的大量排放，对人类社会的发展和安全构成威胁；以氢的制备、利用为内容的研究和开发已成为世界各国实现可持续发展的战略性课题。随着我国的经济快速发展，面临的能源及CO2减排压力日趋严重，     

燃煤机组减排技术研究与智能化应用

燃煤机组是我国目前电力供应的主力机组，也是煤炭资源的消耗大户，每年消耗掉全国原煤产量的51％；燃煤的大量燃烧必定排放大量的SO2、NOx等大气污染物，因此，火电企业开展环境保护与减排工作也显得尤为重要。为此，河南省电力公司电力科学研究院启动了“电力企业减排项目群”，开展一系列的研究工作，“燃煤机组减排技术研究与智能化应用”是该项目群的重要研究之一，其目标是以发电企业设备现状为基础，在不增加企业技改资金投入前提下推动减排工作。     

燃煤电厂烟气脱硫脱汞协同净化与碳减排关键技术

1项目简介 汞是具有毒性的重金属,可以在生物体内沉积,并转化为毒性很大的有机汞。通过食物链不断累积,其危害性被放大,对环境和人类健康的危害极大。汞排放主要源于煤燃烧以及城市废弃物焚烧,燃煤电厂是主要的污染源,燃煤电厂脱汞试点工作已经启动,汞污染治理将在脱硝之后全面展开。然而,目前尚缺乏适用于燃煤电厂经济成熟的脱汞技术。为此,项目完成单位联合攻关,开发了WFGD协同脱汞技术。首先将烟气中的单质汞（Hg^0）氧化成二价汞（Hg^2＋）,然后将Hg^2＋捕集到WFGD脱硫浆液中,再抑制浆液中的汞再释放。开发了两种单质汞氧化技术：①等离子体放电活性物质注入氧化烟气中单质汞技术,利用等离子体放电产生的活性物质将烟气中的Hg0氧化为HgO;②向脱硫浆液中加入氧化添加剂,将烟气中的Hg^0氧化为HgCl2。项目还研制了抑制汞再释放添加剂及其抑制技术。单质汞氧化和汞再释放抑制共同作用,使WFGD总脱汞效率≥90%。     

机动车尾气净化用金属间化合物／陶瓷载体研究

本研究针对当前国内外汽车尾气排放控制技术的现状，研究新一代的催化剂载体材料，开发实用化的柴油车微粒捕集器（DPF）过滤材料，并研究相关的载体和过滤体制备技术，满足日益严格的排放法规对催化剂载体、微粒捕集器提出的严苛要求。     

微藻生物柴油产业化技术中的若干科学问题及其分析

近年来由于石油资源日益枯竭、环保（尤其是CO2减排的迫切性）等因素,生物能源的开发日益受到人们的重视。生物能源中的一个重要产品是生物柴油,但制约其发展的关键问题是原料严重不足。微藻合成的油脂是一种极有前景的生物柴油大宗原料,微藻生物柴油产业化技术开发已成为近年来国内外生物能源领域及CO2减排领域的研究热点。目前,通过培养能源微藻生产生物柴油的技术路线在实验室虽已打通,但存在的核心问题是生产成本太高且产业化技术方面的研究较少,这是制约微藻生物柴油技术产业化的根本所在。本文首先介绍了利用微藻生产生物柴油的优点和国内外的研究概况,并对存在的问题进行了分析;在此基础上,提出了微藻生物柴油产业化技术的发展思路,并从中提炼出8个方面亟待研究的相关科学问题。     

高效制冷热泵技术、CO2跨临界循环关键技术及制冷热泵产品能效标准研究

1研究的意义和重要性 在节能减排的大形势下，各种空调热泵技术在我国得到长足的发展。我国已经成为世界上制冷、空调与热泵的制造和使用的大国，制冷、空调和热泵每年消耗大量的能源，制冷剂的使用也造成较大的污染，高效的制冷、空调和热泵技术始终是行业追求的目标。由于广泛使用的人工合成制冷剂产生对臭氧层破坏和温室效应，国际上蒙特利尔议定书、京都议定书基本都是针对制冷剂为主的化合物造成的排放污染。     

应用蒸汽相变原理控制燃煤PM2.5排放新技术

细颗粒物（PM2.5）污染已成为我国突出的大气环境问题，燃煤电厂是引起我国大气环境中PM2.5含量增加的主要污染源。利用现有的燃煤烟气污染控制装置，通过合理改进提高其对PM2.5的脱除性能，是控制PM2.5的重要技术发展方向。本课题结合燃煤锅炉烟气经湿法、半干法脱硫后相对湿度较高的特点，创新提出利用过饱和水汽在PM2.5表面的凝结特性提高现有燃煤锅炉烟气脱硫系统对PM2.5的脱除效果。     

经济增长与碳循环失衡——来自地理学的思索

本文借助一个简单的“池塘模型”简要描述了地球系统碳循环的基本框架，并借助地理学的地带性理论说明了全球碳失衡进而导致的全球变暖给人类社会持续发展留下的潜在危机。工业化过程导致大气CO2浓度的持续升高，是目前地球气候系统失调的最主要原因。在新的免碳能源还没有出现之前，减少区域CO2的排放、寻找更多的区域CO2归宿，对于中国在国际碳外交谈判中拥有更多的主动权具有重大意义。华南湿热地区硅酸盐岩和碳酸盐岩的化学风化过程具有明显的碳汇效应，而这种碳汇在全球范围内具有鲜明的地理独特性，且是一个最基本的“本底”碳汇，应给予充分重视。     

以半干法为基础的新型燃煤汞排放控制技术开发

汞是煤中的痕量重金属元素之一，统计表明，我国煤中汞元素浓度范围为0．308～15．9毫克／千克，平均汞含量为0．22毫克／千克。由于我国是能源消耗大国，煤炭消耗量巨大，汞经由燃煤过程的迁移、转化已成为它在生物圈内循环的一个重要途径，另外汞易在生物圈中蓄积且难于消除，因此燃煤汞排放作为大气污染的一个重要来源，其造成的汞污染对生态环境具有很大的危害。目前国内外有关燃煤过程中汞的形态转化和控制方法的研究还处于探索阶段，在有效吸附剂的筛选及治汞机理方面的研究也还很薄弱。因此，     

基于高温除尘的燃煤电站多污染物协同控制技术

随着我国环保态势的不断严峻,燃煤电厂的污染排放指标不断提高,电站锅炉的污染处理措施需要进一步升级。目前,燃煤电站主要采用烟尘、SO_2、NO_x分开治理的污染物控制方式,应对环保指标提高的主要措施也是进行单一的技术升级,如增加SCR催化剂层数、串联脱硫塔、采用温式电除尘等。这种进行单一技术升级的方式,带来了污染治理成本升高、治污系统庞大复杂、系统稳定性下降等问题,未来随着污染排放指标的进一步提升,燃煤电厂势必采用多种污染物协同控制或一体化控制的新型污染治理方式。本文介绍了目前已经研发的多种污染物协同治理方法,分析了其发展状况和优缺点,并提出了一种基于高温除尘的新型燃煤污染物协同控制工艺,并就该工艺所涉及的高温除尘、NO_x臭氧氧化结合碱液吸收和新型喷淋散射吸收技术等3个关键技术的工作原理、发展状况及其用于燃煤电站锅炉污染物控制的可行性、经济性进行了分析。     

CO_2地质封存与利用技术研究进展

碳捕集、利用和封存(carbon capture,utilization and storage, CCUS)技术是煤炭实现低碳排放的主要途径,但目前CO_2捕集能耗与成本过高、地质利用途径有限、封存长期安全性不确定以及缺乏CCUS全链集成方法等技术瓶颈严重阻碍了CCUS技术的发展与推广应用。针对上述瓶颈问题,在2016年首批立项的国家重点研发计划项目中,"CO_2低能耗捕集与地质封存利用的关键基础科学问题研究"项目以低能耗CO_2源头捕集技术、CO_2增采非常规油/气/热技术和安全地质封存构成的新一代CCUS技术为目标,致力于破解加压富氧燃烧中反应与能量传递不协调、化学链燃烧与煤分级气化中燃料化学能释放与碳组分调控难耦合、CO_2非常规油/气/热增产和封存机理不清、CO_2对封存构造的长期影响规律不明确等关键基础科学问题。本文简要介绍了在该重点研发计划项目支持下,本研究团队在CO_2地质封存、CO_2非常规油/气/热增产机理和规律方面的研究进展,以期提出CO_2地质封存长期安全性评价和CO_2驱致密油、页岩气和开采深层地热的有效方法。     

CO2地下封存的地质学问题及其对减缓气候变化的意义

本文论述了因人类活动引起的温室气体尤其是CO2浓度的显著增加所导致的气候变化对全球环境的影响以及开展CO2地质封存的重要性;介绍了CO2捕获与封存的技术手段;并着重阐述了CO2地质封存的原理、原则、基本地质问题及动态监测;提出了当前我国应妥善安排科研和试验工作,运用地质学、地球化学、地球物理学、海洋地质学的理论,研究CO2分离、富集、输送、封存过程的科技问题,阐明碳隔离的机制,确定封存CO2及可能利用的方案,同时开展广泛的国际合作,逐步建立适合中国国情的碳隔离技术体系的具体建议。     

新型气液复合肥料

我国是农业大国，但人均耕地只有世界水平的1／3，且仍在减少。我国的耕地资源形势非常严峻，要用日益减少的耕地养活日益增多的人口，有赖于提高土地单产，改变传统的种植方式。近年来，我国大棚农业发展十分迅速，各种温室大棚的面积以每四年10倍的速度发展，同时，通过调节CO2浓度等环境因素来达到优质高产目的也日益得到重视。根据植物的光合作用机理，     

世界最大碳捕集设施投入运行

<正>全球最大的碳捕集项目"新佩特拉"设施已在2017年1月10日正式投入使用。投产后的该设施每年将从发电站尾气中捕集超过140万吨的二氧化碳。捕集后的二氧化碳将被注入附近油田,可有效提高油田产量。"新佩特拉"项目捕集的二氧化碳是由德克萨斯州WA Parish火电站所产生,该发电站位于德克萨斯州首府休斯顿西南部,以燃煤发电的它是州内一家     

德国的低碳之路

节能减排是关系到国家可持续发展的大事。借鉴国外经验有助于我国少走弯路。文章从德国节能减排国家政策，可再生能源——能源生产的革命，提高能源效率，交通节能4个方面介绍了德国减低二氧化碳排放的作法，并介绍了德国大众公司的具体经验。     

汽车尾气中CO净化的催化机理

汽车尾气净化问题一直备受实验和理论研究工作者的关注。如果能将有毒性的CO转化为无毒CO2再排放到空气中去,那么尾气对环境的污染将明显降低,达到环境保护的目的。此前研究发现金-氧化物复合材料具有这样独特的催化性能,并且在室温条件下就可以促进这一反应的进行,因此引起了研究者的极大兴趣。但是,在整个氧化过程中,氧分子的来源一直是该类研究的重点关注问题。另一方面,实验上发现水对这个反应非常重要,有水条件下这类材料的催化性能要比无水时好得多。但是水对CO在金-氧化物界面的氧化过程究竟如何起作用,长期以来人们也未能给出一…     

空气分级配风降低NOx排放的试验研究

本文在分析NOx生成机理的基础上，以一台550MW的燃煤机组为研究对象，采取试验的方法研究了空气分级配风方式对NOx排放浓度的影响。试验采用现场取样分析的方法，分别在负荷520MW、270MW和190MW条件下，保持其它条件基本不变，改变各层二次风的风门开度。实现空气配风方式，使用烟气分析仪进行NOx排放的测试。