温室气体二氧化碳捕集和利用技术进展

第1章 绪论

1.1 二氧化碳的来源

1.1.1 化石燃料的燃烧

1.1.2 工业副产二氧化碳

1.1.3 天然资源

1.2 全球碳排放的基本特征

1.2.1 全球二氧化碳排放现状

1.2.2 未来全球二氧化碳的排放趋势

1.2.3 二氧化碳污染

1.2.4 中国化石燃料燃烧的二氧化碳排放情况

参考文献

第2章 吸收法分离技术

2.1 吸收塔设备

2.2 吸收溶剂

2.3 吸收塔主要部件

2.3.1 板式塔的结构

2.3.2 填料塔的结构

2.4 吸收分离技术的前景

参考文献

第3章 吸附法分离技术

3.1 吸附法分离技术简介

3.2 多孔介质吸附

3.3 变压吸附

3.3.1 变压吸附原理

3.3.2 变压吸附法在CO2吸附中的应用

3.4 吸附材料

3.5 吸附法技术展望

参考文献

第4章 膜分离技术

4.1 气体在膜内的传递机理

4.1.1 气体在多孔膜内的传递

4.1.2 气体在高分子膜内的传递

4.2 CO2分离膜

4.2.1 无机膜

4.2.2 聚合物膜

4.2.3 聚合物基纳米复合膜

4.2.4 促进传递膜

4.3 气体分离膜的制备方法

4.3.1 烧结法

4.3.2 溶胶凝胶法

4.3.3 拉伸法

4.3.4 熔融法

4.3.5 蚀刻法

4.3.6 水上展开法

4.3.7 相转化法

4.3.8 包覆法

4.4 气体分离膜组件

4.5 气体膜法分离系统的组成及工业化应用

4.5.1 天然气净化

4.5.2 强化原油回收伴生气中CO2的分离回收

4.6 二氧化碳膜法分离技术的发展趋势

参考文献

第5章 化学链燃烧技术

5.1 化学链燃烧技术的原理

5.2 载氧体的制备材料

5.2.1 金属氧化物载氧体

5.2.2 非金属载氧体

5.3 载氧体的制备方法

5.3.1 机械混合法

5.3.2 浸渍法

5.3.3 冷冻成粒法

5.3.4 共沉淀法

5.3.5 溶胶凝胶法

5.4 载氧体表征手段

5.5 载氧体的性能

5.5.1 物理性能

5.5.2 化学反应性

5.5.3 载氧率

5.5.4 抗碳沉积能力

5.5.5 其他指标

5.6 化学链反应热力学和动力学

5.7 氧化还原动力学

5.8 化学链燃烧反应器

5.9 化学链燃烧系统

参考文献

第6章 惰性气氛下钙基载氧体热分解过程的动力学研究

6.1 引言

6.2 惰性气氛下CaSO4热分解过程的实验研究

6.2.1 实验设备及仪器

6.2.2 实验药品

6.2.3 实验步骤

6.3 惰性气氛下CaSO4热分解反应的实验结果

6.3.1 反应前CaSO4颗粒的表面形态和粒度分析

6.3.2 升温速率对CaSO4颗粒分解反应的影响

6.3.3 反应气氛中氧气浓度对CaSO4颗粒分解反应的影响

6.3.4 反应后CaSO4颗粒的表面形态分析

6.4 CaSO4热分解反应中动力学方程的建立

6.4.1 非等温动力学分析方法

6.4.2 最概然机理方程和动力学参数的确定

6.5 小结

参考文献

第7章 钙基载氧体同固体燃料和气体燃料的反应特性和动力学研究

7.1 引言

7.2 热力学系统的建立和计算方法的研究

7.2.1 平衡态热力学计算方法的研究

7.2.2 反应温度对CaSO4、CaS和CaO相互转化的影响

7.2.3 化学平衡状态下CaSO4还原反应和再生反应的研究

7.3 热力学计算结果与讨论

7.4 CaSO4同CO和H2反应过程的实验研究

7.4.1 实验药品

7.4.2 实验仪器

7.4.3 实验步骤

7.5 CaSO4同CO反应过程的性能研究

7.5.1 升温速率对CaSO4同CO反应过程的影响

7.5.2 反应温度对CaSO4同CO反应过程的影响

7.5.3 CaSO4同CO反应过程动力学方程的建立

7.5.4 还原性气体浓度对CaSO4同CO反应过程的影响

7.6 CaSO4同H2反应过程的性能研究

7.6.1 反应温度对CaSO4同H2反应过程的影响

7.6.2 还原性气体浓度对CaSO4同H2反应过程的影响

7.6.3 CaSO4同H2反应过程动力学方程的建立

7.7 CaS同O2反应过程的性能研究

7.7.1 反应温度对CaS同O2反应过程的影响

7.7.2 氧化过程动力学方程的确定

7.8 复合型载氧体反应性能表征

7.8.1 浸渍金属离子对载氧体同气体燃料反应的影响

7.8.2 浸渍金属离子后载氧体同固体燃料反应的性能研究

7.8.3 复合型载氧体同污泥半焦和玉米秸秆半焦颗粒反应的性能

7.8.4 非金属非金属复合型载氧体颗粒循环性能的研究

7.9 小结

参考文献

第8章 化学链技术的其他应用

8.1 化学链制氢技术

8.1.1 基于化学链燃烧的甲烷水蒸气重整制氢技术

8.1.2 吸收增强式化学链重整制氢或合成气过程

8.1.3 以煤为原料的化学链制氢技术

8.1.4 基于化学链燃烧的吸收剂引导的焦炉煤气水蒸气重整制氢

8.2 化学链重整技术

8.3 化学链与其他技术的耦合

8.3.1 天然气基的化学链燃烧动力系统

8.3.2 煤气化化学链湿空气透平动力系统

8.3.3 氢基化学链燃烧热力循环

8.3.4 煤气化工艺与化学链式燃烧联合循环系统

8.3.5 太阳能与化石燃料互补的新型化学链燃烧系统

8.4 化学链技术展望

参考文献

第9章 二氧化碳的其他捕集技术

9.1 生物固碳简介

9.1.1 陆地植被的固碳功能

9.1.2 海洋生物的固碳功能

9.2 固碳农业

9.3 生物质能源

9.3.1 我国农业生物质能资源潜力

9.3.2 我国农业生物质能资源开发利用现状

9.3.3 生物质资源开发与二氧化碳减排

9.4 生物固碳技术展望

参考文献

第10章 二氧化碳封存技术

10.1 二氧化碳的储存

10.1.1 容器储存

10.1.2 二氧化碳储液站

10.1.3 矿场上二氧化碳的地下储存(地质储存)

10.2 二氧化碳的运输

10.3 二氧化碳的捕集与封存

10.3.1 二氧化碳的捕集

10.3.2 封存方式

参考文献

第11章 二氧化碳加工聚合物技术

11.1 利用CO2合成小分子化合物的研究

11.1.1 农业化肥的生产研究

11.1.2 工业常用有机原料的合成

11.2 工业高分子材料的合成

11.2.1 催化剂体系的研究

11.2.2 反应的共单体

11.2.3 含氟聚合物

11.2.4 芳香族聚碳酸酯

11.3 超临界二氧化碳的应用研究

11.3.1 超临界二氧化碳在有机合成中的应用

11.3.2 超临界流体中不对称合成反应的基本问题

11.4 超临界二氧化碳胶束系统的研究

11.4.1 二氧化碳表面活性剂研究进展

11.4.2 超临界二氧化碳胶束催化有机合成

11.5 结语

参考文献

第12章 二氧化碳捕集与利用展望

12.1 二氧化碳的捕集

12.2 二氧化碳捕集的总结与展望

12.2.1 燃烧后脱碳

12.2.2 燃烧前脱碳

12.2.3 富氧燃烧技术

12.3 二氧化碳的综合利用

12.4 二氧化碳的资源化

12.4.1 甲烷和二氧化碳的直接转化

12.4.2 二氧化碳还原反应的仿生催化

12.4.3 二氧化碳与甲烷的反应

12.4.4 其他有关研发动向

12.5 二氧化碳的利用前景

参考文献

《温室气体二氧化碳捕集和利用技术进展》主要内容包括：二氧化碳的来源、吸收法分离技术、吸附法分离技术、膜分离技术、化学链燃烧技术、惰性气氛下钙基载氧体热分解过程的动力学研究、钙基载氧体同固体燃料和气体燃料的反应特性和动力学研究、化学链制氢技术、二氧化碳的其他捕集技术，同时还介绍了二氧化碳封存技术，最后总结了二氧化碳加工聚合物技术并给出了二氧化碳捕集与利用展望。其中重点论述了载氧体化学链燃烧技术，主要内容有载氧体颗粒的制备和表征，化学链燃烧的热力学分析，化学链燃烧反应机理及其模拟，化学链燃烧的典型单元设备和工艺技术，化学链燃烧耦合技术分析，化学链制氢技术和化学链重整技术。
　　《温室气体二氧化碳捕集和利用技术进展》论述力求通俗易懂、理论与工艺实践相结合，可作为科研人员、工程技术人员的专业学术参考书，也可以作为大专院校教师、研究生的教学参考书。