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1 正文
CO2经三嗪醇/胺合成三嗪类高分子材料,实现高价值利用
2019-11-7
  
2019二氧化碳捕集封存与制高价值化学品论坛将于12月17日在江苏南京召开
l  会议将探讨CO2制甲醇、烯烃、芳烃、汽油、甲酸、DMF和可降解塑料等
l  来自山东大学的朱维群教授将作重要报告,介绍《二氧化碳高值有效固定利用产品三嗪醇的开发》
 
二氧化碳的高值有效固定利用是一个世界难题。以二氧化碳为原料做成的产品不一定价值多高,但应该有一定价值;二氧化碳的“有效”固定利用目前还没有一个完整的定义和严格的界定,许多以CO2为原料做成的产品可能并不是一个CO2减排过程,应该将“有效”固定CO2的产品及其过程进行定义。但是,由于反应过程的复杂性、产品应用产业链的长短、产品种类繁多等原因很难给出一个明确的定义。因此,我们建议将所设计及生产的固定CO2产品以煤炭为基础进行核算,也就是说换算成以煤炭为原料生产该产品,评价其生产过程到底是排放、零排放或负排放CO2。
 
以“固定利用”代替通常所说的“封存利用”的目的是:“封存利用”一般理解为物理方法,CO2的“固定利用”可以包括化学、物理及生物的固定利用方法。目前CO2捕集封存利用(CCS/CCUS)在国内外仍处于研发和示范阶段,面临着高成本、高能耗、长期安全性和可靠性不确定等突出问题。CCS要额外消耗能源,采用CCS技术增加了25~40%的额外能耗,投资巨大且不具有经济效益。虽然二氧化碳驱油是一种比较可行的CCUS方法,但由于各种条件限制,其用量有限;目前世界上也没有一条比较理想的CO2化学固定利用方法。
 
二氧化碳主要是由化石燃料利用过程中释放的,化石燃料是一类含有能量的物质,因此,我们提出将化石燃料的能量和物质同时高效利用的方法:化石燃料在利用过程中都可以转化为H2、CO2及伴生的N2,将一部分H2N2反应成NH3NH3与所产生的CO2在一定工艺过程条件下反应得到CO2固定量最高、生成热较大、能耗最少的稳定固体产物三嗪醇(C3H3N3O3,过程中释放的能量和剩余H2作为能源利用,这样不仅不排放CO2,而且提高了化石燃料总的利用效率,综合经济效益更好,从而形成化石燃料环境友好的能源路线:
由化石燃料或二氧化碳固定产品三嗪醇继续合成三嗪类高分子材料是一条低成本、低碳排放的材料工业路线。按照本设计的材料工业路线,将化石燃料在空气和水的参与下,通过一定工艺过程就可得到低内能的三嗪类高分子材料,生产1吨产品大约消耗1吨标煤:
由CO2经三嗪醇/胺合成的三嗪类高分子材料具有无毒无味,耐腐蚀、耐高温、耐低温、阻燃、质轻,有很强的耐用性等综合性能,在全球范围内的建筑装饰、交通车辆、水上船舶、航空航天、机电设备、工业吸音保温等领域中获得广泛使用。
 
2019二氧化碳捕集封存与制高价值化学品论坛将于12月17日在江苏南京召开。会议将重点探讨CO2制甲醇、烯烃、芳烃、汽油、甲酸、DMF和可降解塑料等高价值化学品技术与示范进展等。来自山东大学的朱维群教授将作重要报告,介绍二氧化碳高值有效固定利用产品三嗪醇的开发。
 
演讲人简介
 
朱维群,工学博士,教授,目前在山东大学从事教学与科研工作。本人一直在高校从事化学工艺及产品的研究与开发。近年来主要进行燃煤烟气污染物干式高效脱除技术和二氧化碳减排及利用方面的研究开发,逐步形成了一套创新的大气净化产业技术理论体系。
 
本人发表的《湿法脱硫治理燃煤污染或是雾霾重要成因》的论文经人民日报社内参上报,获中央政治局常委、国务院副总经理张高丽批示。我们不仅阐明了雾霾发生的一个主因,而且还提出并开发了一种治理雾霾的燃煤烟气污染物干式高效脱除技术,它可以克服目前湿法脱硫的缺点,具有投资少、能耗少、无水耗、运行费用低、减排效果明显等优势。
 
二氧化碳减排与利用是全球环境治理和应对气候变化的世界难题,朱维群提出并开发的一种二氧化碳减排与利用路线,可实现CO2减排和资源化利用的目的。将化石能源转变为清洁能源的氢能进行利用,同时将所产生的二氧化碳直接做成产品,这样可形成绿色发展的能源工业路线。该课题部分项目已列入2017年山东省科技重点研发计划。新的低碳工业材料路线是将二氧化碳固定产品继续开发成三嗪类高分子材料,替代一部分高耗能高排放的工业材料。这应该是我国大气雾霾治理、工业产业结构调整、应对全球气候变化及实现生态文明等最有效的一条技术途径。
 
经过多年的理论和技术攻关,《大气净化产业新技术开发》一书已由出版社预约出版。发表数十篇学术论文,申请国家发明专利十余项,其中获得授权发明专利7项;近期完成项目鉴定成果3项,受邀在各种会议上做报告40余次。先后与多家企业合作,完成了研究项目的工程转化。
 
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