CCUS技術(shù) | 碳捕集/利用/封存 | 研究表征方法
CCUS(Carbon Capture, Utilization, and Storage)技術(shù),,即碳捕集,、利用與封存技術(shù),是當(dāng)前應(yīng)對(duì)全球氣候變暖、實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排的重要手段之一。該技術(shù)通過捕集工業(yè)廢氣或大氣中的二氧化碳,經(jīng)過分離,、利用和封存等步驟,實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排和資源化利用,。
參考儀器 | 研究內(nèi)容 |
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◆ 400ppm(40Pa)CO2靜態(tài)吸附 ◆ 碳捕集材料比表面積及微孔分析,; ◆ 室溫CO?吸附等溫線(0-1bar); ◆ 壓控升溫及原位分子泵高真空活化,; ◆ CO2全自動(dòng)吸脫附循環(huán)壽命評(píng)價(jià),; |
Dynamic Gas/Vapor Sorption Analyzer
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◆ CO?重量法恒壓動(dòng)態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)分析; ◆ CO?恒壓動(dòng)態(tài)吸附脫附等溫線,; ◆ 全自動(dòng)CO?吸附循環(huán)壽命評(píng)價(jià),; ◆ 常壓熱重法動(dòng)態(tài)吹掃活化效率評(píng)價(jià); |
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◆ 空氣中低濃度CO?吸附分離研究,; ◆ 煙道氣中高濃度CO2吸附分離研究; ◆ 水蒸氣對(duì)CO2吸附分離的影響評(píng)價(jià),; ◆ 多組分競爭性吸附研究,; ◆ PSA變壓吸附研究; ◆ 從克級(jí)→公斤級(jí)裝填量研究,; |
(II)氣體分離膜法:通過特殊設(shè)計(jì)的膜材料,,使二氧化碳與其他氣體在膜兩側(cè)形成濃度差,從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳的分離,。膜分離法具有能耗低,、效率高等特點(diǎn),在工業(yè)化應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大潛力,。為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)這些指標(biāo),,需要借助專業(yè)的儀器設(shè)備,如用氣體吸附及微孔分析儀評(píng)價(jià)材料的孔結(jié)構(gòu)及吸附量,,重量法氣體蒸氣吸附儀評(píng)價(jià)材料的吸附動(dòng)力學(xué)性能,,多組分競爭吸附儀評(píng)價(jià)材料的吸附分離性能,氣體分離膜分析儀評(píng)價(jià)膜材料的分離性能,。
參考儀器 | 研究內(nèi)容 |
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◆ 空氣中低濃度CO?吸附分離研究,; ◆ 煙道氣中高濃度CO2吸附分離研究; ◆ 水蒸氣對(duì)CO2吸附分離的影響評(píng)價(jià),; ◆ 多組分競爭性吸附研究,; ◆ PSA變壓吸附研究; ◆ 從克級(jí)→公斤級(jí)裝填量研究,; ◆ 氣體分離膜法碳捕集研究,; |
碳利用是CCUS技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,主要目的是將捕集的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)原料,。
常見的利用方式包括:
(I)催化轉(zhuǎn)化:通過催化劑的作用,,將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷,、甲醇、一氧化碳,、甲酸等低碳化學(xué)品,。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化工、能源等領(lǐng)域,,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,。
(II)合成燃料:利用二氧化碳與氫氣等原料,通過化學(xué)反應(yīng)合成液體燃料或氣體燃料,。這種方法不僅實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的減排,,還緩解了能源危機(jī)。在二氧化碳催化轉(zhuǎn)化過程中,,催化劑的性能直接影響轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)物選擇性,。因此,對(duì)催化劑的評(píng)價(jià)是碳利用過程的重要環(huán)節(jié),,常用化學(xué)吸附儀聯(lián)用在線質(zhì)譜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)催化劑表面的反應(yīng)過程,,分析產(chǎn)物的種類和分布,為催化劑的性能評(píng)價(jià)提供全面信息,。
參考儀器 | 研究內(nèi)容 |
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BSD-C200 全自動(dòng)化學(xué)吸附儀 |
◆ CO?催化轉(zhuǎn)化研究-TPSR,; ◆ CO?吸附分離材料活化性能研究 ◆ 可編程全自動(dòng)程序反應(yīng); ◆ 全自動(dòng)循環(huán)催化性能衰減(催化壽命)評(píng)價(jià) |
碳封存是CCUS技術(shù)的最后一步,,主要目的是將捕集到的二氧化碳長期封存在地下或海底地層中,,以防止其重新釋放到大氣中。常見的封存方式包括:
(I)地下封存:通過高壓注入技術(shù),,將二氧化碳注入地下深層地層中,,如廢棄的礦井、煤礦,、氣礦等地下床層,。
(II)海底封存:將二氧化碳注入海底海床地層中,利用海水的壓力和地層的封閉性實(shí)現(xiàn)長期封存,。為了評(píng)估碳封存效果,,需要采用專門的評(píng)價(jià)方法。高壓氣體吸附儀是常用的評(píng)價(jià)設(shè)備之一,,它可以模擬地下的地層壓力,、溫度和應(yīng)力環(huán)境,對(duì)碳封存材料的性能進(jìn)行全面測(cè)試,。通過測(cè)試,,可以評(píng)估材料在復(fù)雜環(huán)境下的碳封存能力,為碳封存技術(shù)的選擇和優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。
參考儀器 | 研究內(nèi)容 |
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BSD-PHE 全自動(dòng)高高壓恒壓氣體吸附儀 |
◆ CO?高壓吸附脫附等溫線,; ◆ CO?高壓恒壓吸附動(dòng)力學(xué)研究,; ◆ 不同溫度、壓力下的CO?儲(chǔ)量研究,; ◆ “脫氣→吸附→脫附”全自動(dòng)循環(huán)壽命評(píng)價(jià) |
BSD-PHC 覆壓高壓氣體吸附儀 |
◆ CO?高壓吸附脫附等溫線,; ◆ 地層、海床的CO2封存研究,; ◆ 煤芯,、巖芯地層溫度與應(yīng)力模擬; ◆ 煤巖,、頁巖,、天然氣床層地層應(yīng)力下的孔隙率; ◆ 不同地層深度溫度與應(yīng)力環(huán)境下的CO2存儲(chǔ)量研究,; ◆ 地層模擬深度可達(dá)5000米,; ◆ 圍壓與軸壓可獨(dú)立控制; |
BSD-PAGP 全自動(dòng)覆壓孔隙度及超低滲透率分析儀 |
◆ CO2封存層的滲透率測(cè)試,; ◆ 煤芯,、巖芯地層溫度與應(yīng)力模擬; ◆ 地層模擬深度可達(dá)5000米,; ◆ 圍壓與軸壓可獨(dú)立控制,; ◆ 煤巖,、頁巖,、天然氣床層地層應(yīng)力下的孔隙率; ◆ 不同地層深度溫度與應(yīng)力環(huán)境下的滲透率,; ◆ 地層模擬深度可達(dá)5000米,; ◆ 圍壓與軸壓可獨(dú)立控制; |
◆ 煤巖,、頁巖,、天然氣床層的無應(yīng)力環(huán)境下的孔隙率;為碳封存地層的儲(chǔ)氣能力評(píng)估提供參數(shù),; ◆ 大尺寸塊狀巖芯直接測(cè)試,; |
CCUS技術(shù) | 碳捕集/利用/封存 | 研究表征方法
CCUS(Carbon Capture, Utilization, and Storage)技術(shù),即碳捕集,、利用與封存技術(shù),,是當(dāng)前應(yīng)對(duì)全球氣候變暖、實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排的重要手段之一,。該技術(shù)通過捕集工業(yè)廢氣或大氣中的二氧化碳,,經(jīng)過分離、利用和封存等步驟,,實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排和資源化利用,。
碳捕集是CCUS技術(shù)的首要環(huán)節(jié),主要方法包括氣體吸附法和氣體分離膜法,。
(I)氣體吸附法:利用固體吸附劑對(duì)二氧化碳的吸附作用,,將二氧化碳從混合氣體中分離出來。這種方法具有操作簡便,、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),,是碳捕集領(lǐng)域的重要研究方向。
(II)氣體分離膜法:通過特殊設(shè)計(jì)的膜材料,,使二氧化碳與其他氣體在膜兩側(cè)形成濃度差,,從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳的分離。膜分離法具有能耗低,、效率高等特點(diǎn),,在工業(yè)化應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大潛力。為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)這些指標(biāo),,需要借助專業(yè)的儀器設(shè)備,,如用氣體吸附及微孔分析儀評(píng)價(jià)材料的孔結(jié)構(gòu)及吸附量,重量法氣體蒸氣吸附儀評(píng)價(jià)材料的吸附動(dòng)力學(xué)性能,,多組分競爭吸附儀評(píng)價(jià)材料的吸附分離性能,,氣體分離膜分析儀評(píng)價(jià)膜材料的分離性能。
碳利用是CCUS技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,,主要目的是將捕集的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)原料,。常見的利用方式包括:
(I)催化轉(zhuǎn)化:通過催化劑的作用,將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷,、甲醇,、一氧化碳、甲酸等低碳化學(xué)品。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化工,、能源等領(lǐng)域,,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
(II)合成燃料:利用二氧化碳與氫氣等原料,,通過化學(xué)反應(yīng)合成液體燃料或氣體燃料,。這種方法不僅實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的減排,還緩解了能源危機(jī),。在二氧化碳催化轉(zhuǎn)化過程中,,催化劑的性能直接影響轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)物選擇性。因此,,對(duì)催化劑的評(píng)價(jià)是碳利用過程的重要環(huán)節(jié),,常用化學(xué)吸附儀聯(lián)用在線質(zhì)譜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)催化劑表面的反應(yīng)過程,分析產(chǎn)物的種類和分布,,為催化劑的性能評(píng)價(jià)提供全面信息,。
碳封存是CCUS技術(shù)的最后一步,主要目的是將捕集到的二氧化碳長期封存在地下或海底地層中,,以防止其重新釋放到大氣中,。常見的封存方式包括:
(I)地下封存:通過高壓注入技術(shù),將二氧化碳注入地下深層地層中,,如廢棄的礦井,、煤礦、氣礦等地下床層,。
(II)海底封存:將二氧化碳注入海底海床地層中,,利用海水的壓力和地層的封閉性實(shí)現(xiàn)長期封存。為了評(píng)估碳封存效果,,需要采用專門的評(píng)價(jià)方法,。高壓氣體吸附儀是常用的評(píng)價(jià)設(shè)備之一,,它可以模擬地下的地層壓力,、溫度和應(yīng)力環(huán)境,對(duì)碳封存材料的性能進(jìn)行全面測(cè)試,。通過測(cè)試,,可以評(píng)估材料在復(fù)雜環(huán)境下的碳封存能力,為碳封存技術(shù)的選擇和優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù),。
CCUS技術(shù)作為一項(xiàng)重要的碳減排技術(shù),,具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的戰(zhàn)略意義。通過碳捕集,、利用與封存三個(gè)環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合,,可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排和資源化利用。
希望該內(nèi)容能夠給各科研人員提供參考,如果有關(guān)心的問題或話題,,可以留言討論,,歡迎交流,批評(píng)指正,。