5月下旬，馬來(lái)西亞齊力鋁業(yè)集團(tuán)公司總經(jīng)理Ivan Gan等專(zhuān)程來(lái)到陜西西安，與西安交通大學(xué)化工學(xué)院教授張?jiān)缧５�，就萬(wàn)噸級(jí)二氧化碳捕集利用工藝包技術(shù)深入交流。記者上周采訪(fǎng)獲悉，他們青睞的正是西安交通大學(xué)碳捕集利用團(tuán)隊(duì)研發(fā)的低濃度二氧化碳低耗、高效捕集利用新技術(shù)。

　　電力、鋼鐵、石化、化工、建材等高耗能行業(yè)燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣/尾氣中的二氧化碳含量在10%～20%，盡管屬低濃度二氧化碳?xì)庠�，但若大量排放無(wú)疑加重全球氣候溫室效應(yīng)。近年來(lái)，尤其是“雙碳”目標(biāo)提出以來(lái)，低濃度二氧化碳捕集利用引起業(yè)內(nèi)重視，燃煤和燃?xì)怆姀S(chǎng)煙氣二氧化碳捕集利用示范項(xiàng)目在陜西榆林、遼寧大連相繼投運(yùn)。作為末端減碳的措施，二氧化碳捕集主要采用溶劑吸收法、變壓吸附法等工藝技術(shù)，捕集吸收溶劑采用胺類(lèi)水溶液，即二氧化碳與胺類(lèi)混合水溶液反應(yīng)，被吸收、加熱解吸后提純。

　　“這些傳統(tǒng)方法存在能耗高、解吸溫度高等不足，導(dǎo)致二氧化碳捕集利用成本較高。”西安交通大學(xué)化工學(xué)院副院長(zhǎng)余云松告訴記者。

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　　20多年前，西安交通大學(xué)碳捕集利用團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金委等的支持下，開(kāi)展低濃度二氧化碳捕集利用相關(guān)研究攻關(guān)，包括高效的吸收/吸附材料開(kāi)發(fā)、捕集二氧化碳新工藝和裝備、過(guò)程集成及場(chǎng)協(xié)同優(yōu)化等。

　　據(jù)余云松介紹，他們基于DFT(密度泛函理論)模型、CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))及過(guò)程集成理論，構(gòu)建了準(zhǔn)確的捕集利用二氧化碳的反應(yīng)傳熱傳質(zhì)模型等。在傳統(tǒng)二氧化碳吸收解吸的基礎(chǔ)上，他們提出了光—熱—電耦合富液循環(huán)及氣液多股進(jìn)料新思路，從裝備、工藝等多方面提升二氧化碳捕集效果。通過(guò)開(kāi)展大量實(shí)驗(yàn)，克服溶劑揮發(fā)、篩選材料配方等困難，他們終于研發(fā)成功一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的堿性非水溶劑，以及多級(jí)環(huán)套型高效填料塔、噴霧塔、解吸轉(zhuǎn)化一體塔等關(guān)鍵裝備，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)傳熱傳質(zhì)優(yōu)化，提高能量利用效率。

　　二氧化碳這種酸性氣體，其吸收、解吸環(huán)節(jié)分別屬放熱和吸熱反應(yīng)。西安交通大學(xué)碳捕集利用團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新將吸收過(guò)程的余熱通過(guò)熱電轉(zhuǎn)換，電能用于解吸，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用，并且解吸溫度由120℃降至80℃~90℃，可大幅降低能耗。技術(shù)和裝備的有機(jī)結(jié)合，不但將工業(yè)尾氣低濃度二氧化碳提純到90%以上，得到高純度的二氧化碳產(chǎn)品，而且單位產(chǎn)品耗能僅1.8吉焦/噸二氧化碳，遠(yuǎn)低于常規(guī)的胺類(lèi)水溶劑3吉焦/噸二氧化碳，二氧化碳捕集成本從350元/噸降低至150元/噸左右。

　　技術(shù)開(kāi)發(fā)期間，該團(tuán)隊(duì)發(fā)表二氧化碳捕集利用方面的論文100余篇，其中SCI收錄50余篇；申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利20余件，其中獲發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)15件，專(zhuān)利轉(zhuǎn)化3件。

　　產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合才能促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步。2018年，西安交通大學(xué)碳捕集利用團(tuán)隊(duì)與我國(guó)某大型企業(yè)合作，針對(duì)復(fù)雜環(huán)境建立首個(gè)500噸/年二氧化碳工業(yè)試驗(yàn)裝置，目前運(yùn)行效果良好。

　　近年來(lái)，這項(xiàng)新技術(shù)引起了業(yè)內(nèi)高度關(guān)注，前來(lái)交流技術(shù)、尋求合作的國(guó)內(nèi)外企業(yè)絡(luò)繹不絕。余云松透露，他們正在為國(guó)內(nèi)某大型企業(yè)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)百萬(wàn)噸級(jí)低濃度二氧化碳捕集工藝包。

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　　去年5月，該團(tuán)隊(duì)與馬來(lái)西亞齊力鋁業(yè)集團(tuán)公司首次接觸后，雙方很快達(dá)成了合作意向，目前萬(wàn)噸級(jí)二氧化碳捕集利用工藝包設(shè)計(jì)已完成。

　　科技創(chuàng)新無(wú)止境。西安交通大學(xué)碳捕集利用團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步瞄準(zhǔn)二氧化碳捕集利用方向，正在攻關(guān)探索單原子催化溶劑等一批原創(chuàng)性、顛覆性成果，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)科技力量。