二氧化碳减排解读

#创新点1、深部煤层二氧化碳地质封存及驱替煤层气三角形井网设计；2、二氧化碳注入井井距数值模拟设计；3、深部煤层二氧化碳注入工艺技术；4、深部煤层二氧化碳长期封存预测评价技术参考性技术指标和经济指标1、技术指标：（1）试验区煤储层特征数据，及国内先进的储区、储层评价系统;；（2）建立山西省深部煤层二氧化碳地质封存及驱替煤层气井网布设模型；（3）建立适合山西省深部煤层二氧化碳地质封存的注入工艺流程；研选先进注入机械设备；（4）建立深部煤层二氧化碳地质封存的数值模型；（5）建立深部煤层二氧化碳地质封存的环境监测及安全控制与评价体系。2、经济指标：（1）预计本次小井网试验封存区的二氧化碳总封存量约16001；（2）深部煤层单位质量二氧化碳注入量约10~17米3/吨；（3）煤层气单井采收率提高约10~20%。理论计算二氧化碳注入置换甲烷比为2.75:1。示范工程及研发平台与团队建设1、建成“山西省深部煤层二氧化碳地质封存及驱替煤层气技术”产业化试验示范工程，用于项目产业化推广。2、建立山西省二氧化碳地质封存技术创新团队，培养一批二氧化碳地质封存专业人才。3、构建山西省深部煤层二氧化碳地质封存及驱替煤层气研究中心，为学术研讨、国际交流建立科研平台，并为二氧化碳地质封存项目提供技术咨询。预期效益山西省1200-2000米的煤炭资源量约为1600亿吨，预测煤层气资源量约19200亿立方米，通过二氧化碳地质封存及驱替煤层气技术，预计可得咼效清洁的甲烷气13440亿立方米，以目前煤层气1.6元/米3市场价格计算，将产生21504亿元的经济收益。申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研省内外及国内外联合攻关。经费说明政府将给予一定的研发资金资助或补助成果描述：项目研究完成后，将为山西大规模向深部煤层注入二氧化碳驱替煤层气奠定良好基础，不仅可实现碳减排，而且能大幅度提高煤层气采收率。

2016年度山西省重点研发计划(重点)项目信息表项目名称活性炭纯化CO2及其联产NIPU材料技术项目编号201603D312007研究意义co2是一种宝贵的资源，捕获后的co2既可用于驱油、驱气，从而实现其封存的目的；冋时也可进一步的纯化后扩大其使用范围，如化工合成工业、机械保护焊接、金属铸造加工、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、医药卫生等行业。这样可变废为宝，实现再利用的价值。NIPU作为一种新型的聚氨酯材料，不仅避免了传统聚氨酯生产中咼毒性异氰酸酯的生产和使用，更为绿色安全，而且有效地将CO引入到材料结构中，起到固定co2、提高其附加值的双重作用，兼具经济效益与社会效益。研究内容及关键技术炭基纯化剂的研制及相应装置研发主要是以煤沥青为原料，通过挤压成型以及后续的热处理工艺，获得堆密度和强度显著提升的纯化剂，研究其吸附性能、再生性能和选择性，优化工艺，确立制备工艺参数；对应于制备工艺，研发出相应的制备装置，尤其是成型装置和氧化不融化装置，考察这些装置与工艺的适应性；温亚双变吸附工艺和配套装置的研制本项目拟通过变温和变压为一体的吸附装置对co2混合气体进行纯化，研究工艺条件对co2纯度和产能的影响，确立相应的工艺参数；在此基础上，提出装置的设计条件，并依据实验结果对装置进行调整，以达到制定的研究目标。高性能NIPU的制备拟采用长链柔性环氧化合物与巴反应制备柔性的长链多环状碳酸酯，通过预聚体法工艺将多环状碳酸酯与过量的有机多胺反应，制成氨基封端的预聚体，再以环氧化合物为扩链剂，利用环氧基团与胺基的高反应活性来促进聚合反应的进行和分子量的增长。考察有机多胺和多环状碳酸酯结构对NIPU性能的影响，进行原料的配方优化。引入石墨烯、纳米水滑石、有机硅烷、有机磷酸酯等进一步改善NIPU性能。在此基础上，进行NIPU弹性体、涂料和粘合剂类产品的开发。本项目需解决的关键问题是纯化剂的研发和温亚双变的吸附装置的研制;促进多环状碳酸酯与有机多胺开环固化制备高分子量NIPU的高效催化剂及反应工艺。项目活动阶段□应用基础研究□应用开发□小试回中试□工业化试验□工程示范回首台套研制□关键零部件研制□其他创新点炭基纯化剂的研制是本项目的创新，拟采山西省丰富的廉价煤沥青为原料，通过成型、氧化不融化、炭化活化制得高性能的纯化剂，其中成型技术是显著的创新点，而采用山西煤沥青为项目特色；温亚双变吸附装置的研发也属于创新，该装置集成了变温和变压同时还有真空等装置，是目前先进的用于CO2捕集和纯化的装置。

（3）以聚丙二醇二缩水甘油醚等原料作为软段，米用预聚体法制备软硬段相嵌的高分子量NIPU材料，改善材料的韧性和低温性能，提高其综合性能，是本项目的另一创新点。参考性技术指标和经济指标针对燃煤烟气捕集后的尾气进行纯化，开发出适合进行co2吸附的炭基纯化剂及相应的装置，其规模为10吨/年；研发出吨级规模的温亚双变的吸附装置，使纯化纯化后CO2的纯度达到99.9%。完成10吨/年规模的NlPU合成中试试验，所制备NIPU材料的硬度在邵A50~邵D40之间可调，拉伸强度15~40MPa,撕裂强度60~150kN/m,断裂伸长率10%~120%。示范工程及研发平台与团队建设在园区内建成CO2纯化的工业化示范工程，建设一支20人组成的CO2纯化的省级高水平研发团队，其中高级人员2-3人、中级人员5-8人，初级人员6-10人。该团队的地点位于中科院山西煤化所内。在中科院山西煤化所中试基地建成CO2纯化实验室及NIPU合成及加工平台。预期效益在完成全流程的实验室扩大试验基础上，建成年产高纯C0气体约60万立方米的放大试验平台，建成100L合成NIPU材料的反应器放大试验平台，完成技术放大示范。通过技术示范进一步形成规模化试验核心技术，为下一步工业应用提供核心技术支撑。申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研省内外及国内外联合攻关。经费说明政府将给予一定的研发资金资助或补助成果描述：项目研究完成后，将建成年产高纯CO2气体约60万立方米的放大试验平台，建成100L合成NIPU材料的反应器放大试验平台，完成技术放大示范。通过技术示范进一步形成规模化试验核心技术，为下一步工业应用提供核心技术支撑。

2016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表项目名称二氧化碳甲烷重整制合成气工程示范项目编号201603D312008研究意义以CO工业废气为原料，与煤化工、煤层气利用过程排放的甲烷通过重整转化制备合成气过程可实现CO和CH两种温室气体的同时高效利24用；并且通过加入氧气或水蒸气的方法，可以得到h2/co摩尔比可调的合成气，能够实现能源化学品的碳资源循环利用。为实现CO-CH重整过程24的规模化工程应用，迫切需要突破高效催化材料设计、专用反应器构建等关键核心技术，提高工艺过程经济性，从而形成既能够利用工业废气并实现CO减排，又能获得高值化产品，并且建立具有推广价值的CO-CH224重整示范工程，实现CO的资源化利用。研究内容及关键技术1、咼效Ni基双功能纳米介孔复合催化剂制备及其放大技术：通过调整制备条件及反应参数，研究工业生产条件下批量生产规模及工艺参数与催化剂性能和结构参数之间的关系，确定催化剂的工业制备方案，形成完整的催化剂的制备放大技术。2、高效反应器设计：针对CH4-CO2重整强吸热的热特性，构筑结构反应器，保证反应的进行。3、系统集成与示范验证装置建设及优化运行，在此基础上，进行相应技术的能量流-物料流分析，形成大规模工业化的设计软件包。项目活动阶段□应用基础研究□应用开发□小试□中试回工业化试验回工程示范回首台套研制□关键零部件研制□其他创新点1•具有限域结构的Ni-Ca-ZrO2催化剂的放大制备；2•高效反应器的设计、构建和过程模拟。参考性技术指标和经济指标完成催化剂的吨级制备，在5bar，CO/CH=1.2-2.0,750-900C，空24速为40000-100000/h条件下，催化剂的稳定性达到2000小时以上，并且无明显失活；甲烷的转化率295%,CO?转化率295%。示范工程及研发平台与团队建设建设Ni-Ca-ZrO2催化剂研发放大平台，优化催化剂放大的的关键操作参数，实现吨级催化剂的放大制备；建设规模为50000Nm3/h处理量的重整示范装置并实现平稳运行；培养一支国际一流、国内领先的二氧化碳甲烷重整催化剂及反应工艺研发的研究队伍。预期效益该过程可以直接将CO和CH转化成为下游产品，具备直接减排效应。24通过本技术可以实现焦炉气、煤层气和煤化工过程驰放气的转化，在避免这些资源的直接排放的同时，可以节省一部分煤炭消耗，因此具有显著的间接减排效应。按全国年产焦炭2.4亿吨计，每年可副产焦炉气720亿m3。目前至少有1/3以上的焦炉气未能加以利用，既浪费了大量的宝贵资源，又对环境造成了巨大污染。焦炉气为富氢气体，通过二氧化碳与焦炉气的重整，可以得到合适氢碳比的合成气，从而为合成化学品提供宝贵原料。如将放散的焦炉气加以利用，一方面可以每年利用约900万吨的二氧化碳，产生的合成气如用