《“双碳”目标背景下的高温碳捕集技术》

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发行单位：北京星宇出版发行集团

作者：胡迎超,杨远东著

出版社：中国环境出版集团

出版时间：2023-06-01

ISBN：9787511155535

版次：2023年6月第1版

印次：2023年6月第1次印刷

开本：16开 

版次：1

包装：平装

用纸：胶版纸

页数：203

字数：280000

正文语种：中文

内容简介：

《“双碳”目标背景下的高温碳捕集技术》特点：

　　（1）系统论述了钙基吸附剂高温下的颗粒烧结团聚机制。通过研究高温煅烧和碳酸化后吸附剂不同阶段的微观形貌团聚规律及孔隙演变机制，阐释了钙基吸附剂高温烧结失活机理，为吸附剂抗烧结改性奠定了理论基础。

　　（2）揭示了系列惰性载体提升钙基吸附剂循环稳定性的作用机制。通过研究10种常见惰性载体的抗烧结效果，分析了载体效果与载体烧结温度和吸附剂孔隙结构之间的关系，为钙基吸附剂惰性载体的筛选提供了依据。

　　（3）提出了有机酸改善钙基和锂基吸附剂孔隙结构的新思路。通过研究有机酸或有机废酸酸化修饰吸附剂脱碳行为，探究了酸化吸附剂的微观结构与脱碳行为的关系，建立了有机酸酸化改性工艺。

　　（4）开发了高温CO2固体吸附剂成型工艺。提出了挤压滚圆法、凝胶注模法、琼脂辅助法、石墨成型法等机械或物理化学粉末造粒成型方式，实现了吸附剂的高效成型。同时也阐述了各个方法的成型机理，探究了造孔材料改善成型吸附剂微观孔隙结构、提升循环吸附性能的机制。

前言/序言

　　在全球工业化进程中，以煤、石油、天然气为主的化石燃料的大量使用导致了大气中温室气体（以CO2为主）浓度的急剧上升，进而引起全球变暖等一系列环境问题。截至2022年7月，大气中CO2的全球平均浓度已经达到了415.58ppm（1ppm是百万分之一），较1980年的338.80ppm增长了22.66%。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出，2030年的全球CO2排放量要比2010年下降45%，才能实现全球平均气温较工业化前升高幅度控制在1.5℃以内的目标。面对碳减排的巨大压力，世界各国纷纷将低碳发展上升为国家战略。2020年9月，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这一庄严承诺彰显了中国积极应对气候变化、走低碳发展道路的坚定决心。我国作为全球能源消费大国，在全球CO2排放中的占比已超过28%，碳减排任务尤为艰巨。

　　2005年，IPCC向全世界特别推荐了碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，CCS）技术，该技术可在短时间内大幅减排CO2，受到了全球研究者的广泛关注。CO2捕集是CCS过程中十分关键的一个技术环节，而利用固体吸附剂捕集CO2是一种行之有效的手段，其温度窗口主要分为低温段（＜200℃）、中温段（200-400℃）和高温段（＞400℃）。由于高温吸附剂的碳捕集窗口温度比低温吸附剂和中温吸附剂更高，且在常压下高温吸附剂普遍具有更高的反应活性，即更快的CO2吸附速率，因此，高温吸附剂一直是碳捕集领域的研究热点。

　　近十年来，本书作者在国家自然科学基金项目的支持下，针对高温碳捕集技术（尤其是高温吸附剂的捕集机理、模型、改性及成型）开展了大量研究，积累了一定量的基础数据，也发现了一些现象和规律，这些工作为本书的撰写奠定了基础。

　　本书的特色与创新之处主要表现在以下几个方面。

　　（1）系统论述了钙基吸附剂高温下的颗粒烧结团聚机制。通过研究高温煅烧和碳酸化后吸附剂不同阶段的微观形貌团聚规律及孔隙演变机制，阐释了钙基吸附剂高温烧结失活机理，为吸附剂抗烧结改性奠定了理论基础。

　　（2）揭示了系列惰性载体提升钙基吸附剂循环稳定性的作用机制。通过研究10种常见惰性载体的抗烧结效果，分析了载体效果与载体烧结温度和吸附剂孔隙结构之间的关系，为钙基吸附剂惰性载体的筛选提供了依据。

　　（3）提出了有机酸改善钙基和锂基吸附剂孔隙结构的新思路。通过研究有机酸或有机废酸酸化修饰吸附剂脱碳行为，探究了酸化吸附剂的微观结构与脱碳行为的关系，建立了有机酸酸化改性工艺。

（4）开发了高温CO2固体吸附剂成型工艺。提出了挤压滚圆法、凝胶注模法、琼脂辅助法、石墨成型法等机械或物理化学粉末造粒成型方式，实现了吸附剂的高效成型。同时也阐述了各个方法的成型机理，探究了造孔材料改善成型吸附剂微观孔隙结构、提升循环吸附性能的机制。

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