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第1章 绪论1

1.1二氧化碳的来源1

1.1.1化石燃料的燃烧1

1.1.2工业副产二氧化碳4

1.1.3天然资源6

1.2全球碳排放的基本特征7

1.2.1全球二氧化碳排放现状7

1.2.2未来全球二氧化碳的排放趋势9

1.2.3二氧化碳污染9

1.2.4中国化石燃料燃烧的二氧化碳排放情况15

参考文献17

第2章 吸收法分离技术18

2.1吸收塔设备19

2.2吸收溶剂20

2.3吸收塔主要部件23

2.3.1板式塔的结构24

2.3.2填料塔的结构30

2.4吸收分离技术的前景38

参考文献38

第3章 吸附法分离技术41

3.1吸附法分离技术简介42

3.2多孔介质吸附43

3.3变压吸附46

3.3.1变压吸附原理46

3.3.2变压吸附法在CO2吸附中的应用52

3.4吸附材料54

3.5吸附法技术展望58

参考文献60

第4章 膜分离技术62

4.1气体在膜内的传递机理63

4.1.1气体在多孔膜内的传递63

4.1.2气体在高分子膜内的传递66

4.2 CO2分离膜75

4.2.1无机膜75

4.2.2聚合物膜76

4.2.3聚合物基纳米复合膜80

4.2.4促进传递膜82

4.3气体分离膜的制备方法89

4.3.1烧结法89

4.3.2溶胶凝胶法90

4.3.3拉伸法91

4.3.4熔融法91

4.3.5蚀刻法91

4.3.6水上展开法92

4.3.7相转化法92

4.3.8包覆法93

4.4气体分离膜组件93

4.5气体膜法分离系统的组成及工业化应用95

4.5.1天然气净化95

4.5.2强化原油回收伴生气中co2的分离回收97

4.6二氧化碳膜法分离技术的发展趋势98

参考文献98

第5章 化学链燃烧技术102

5.1化学链燃烧技术的原理103

5.2载氧体的制备材料105

5.2.1金属氧化物载氧体106

5.2.2非金属载氧体112

5.3载氧体的制备方法116

5.3.1机械混合法117

5.3.2浸渍法118

5.3.3冷冻成粒法120

5.3.4共沉淀法122

5.3.5溶胶凝胶法122

5.4载氧体表征手段124

5.5载氧体的性能126

5.5.1物理性能126

5.5.2化学反应性129

5.5.3载氧率131

5.5.4抗碳沉积能力132

5.5.5其他指标133

5.6化学链反应热力学和动力学134

5.7氧化还原动力学137

5.8化学链燃烧反应器142

5.9化学链燃烧系统147

参考文献149

第6章 惰性气氛下钙基载氧体热分解过程拍动力学研究155

6.1引言155

6.2惰性气氛下CaS04热分解过程的实验研究156

6.2.1实验设备及仪器156

6.2.2实验药品158

6.2.3实验步骤158

6.3惰性气氛下CaS04热分解反应的实验结果158

6.3.1反应前CaSO4颗粒的表面形态和粒度分析158

6.3.2升温速率对CaS04颗粒分解反应的影响159

6.3.3反应气氛中氧气浓度对CaSO4颗粒分解反应的影响160

6.3.4反应后CaS04颗粒的表面形态分析162

6.4CaSO4热分解反应中动力学方程的建立163

6.4.1非等温动力学分析方法164

6.4.2最概然机理方程和动力学参数的确定168

6.5小结175

参考文献176

第7章 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178

7.1引言178

7.2热力学系统的建立和计算方法的研究179

7.2.1平衡态热力学计算方法的研究179

7.2.2反应温度对CaS04、CaS和CaO相互转化的影响180

7.2.3化学平衡状态下CaSO4还原反应和再生反应的研究182

7.3热力学计算结果与讨论184

7.4 CaSO4同CO和H2反应过程的实验研究188

7.4.1实验药品189

7.4.2实验仪器189

7.4.3实验步骤189

7.5 CaSO4同CO反应过程的性能研究190

7.5.1升温速率对CaSO4同CO反应过程的影响190

7.5.2反应温度对CaSO4同CO反应过程的影响194

7.5.3 CaS04同CO反应过程动力学方程的建立195

7.5.4还原性气体浓度对CaSO4同CO反应过程的影响199

7.6 CaSO4同H2反应过程的性能研究203

7.6.1反应温度对CaSO4同H2反应过程的影响203

7.6.2还原性气体浓度对CaSO4同H2反应过程的影响205

7.6.3 CaSO4同H2反应过程动力学方程的建立208

7.7 CaS同O2反应过程的性能研究209

7.7.1反应温度对CaS同02反应过程的影响209

7.7.2氧化过程动力学方程的确定211

7.8复合型载氧体反应性能表征213

7.8.1浸渍金属离子对载氧体同气体燃料反应的影响213

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214

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221

7.8.4非金属非金属复合型载氧体颗粒循环性能的研究222

7.9小结224

参考文献225

第8章 化学链技术的其他应用227

8.1化学链制氢技术227

8.1.1基于化学链燃烧的甲烷水蒸气重整制氢技术227

8.1.2吸收增强式化学链重整制氢或合成气过程236

8.1.3以煤为原料的化学链制氢技术237

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243

8.2化学链重整技术251

8.3化学链与其他技术的耦合255

8.3.1天然气基的化学链燃烧动力系统256

8.3.2煤气化化学链湿空气透平动力系统258

8.3.3氢基化学链燃烧热力循环259

8.3.4煤气化工艺与化学链式燃烧联合循环系统260

8.3.5太阳能与化石燃料互补的新型化学链燃烧系统262

8.4化学链技术展望264

参考文献265

第9章 二氧化碳的其他捕集技术268

9.1生物固碳简介268

9.1.1陆地植被的固碳功能269

9.1.2海洋生物的固碳功能276

9.2固碳农业278

9.3生物质能源283

9.3.1我国农业生物质能资源潜力284

9.3.2我国农业生物质能资源开发利用现状286

9.3.3生物质资源开发与二氧化碳减排288

9.4生物固碳技术展望290

参考文献292

第10章 二氧化碳封存技术294

10.1二氧化碳的储存294

10.1.1容器储存294

101.2二氧化碳储液站296

10.1.3矿场上二氧化碳的地下储存（地质储存）298

10.2二氧化碳的运输300

10.3二氧化碳的捕集与封存308

10.3.1二氧化碳的捕集316

10.3.2封存方式318

参考文献330

第11章 二氧化碳加工聚合物技术332

11.1利用CO2合成小分子化合物的研究333

11.1.1农业化肥的生产研究333

11.1.2工业常用有机原料的合成334

11.2工业高分子材料的合成345

11.2.1催化剂体系的研究346

11.2.2反应的共单体349

11.2.3含氟聚合物349

11.2.4芳香族聚碳酸酯351

11.3超临界二氧化碳的应用研究354

11.3.1超临界二氧化碳在有机合成中的应用356

11.3.2超临界流体中不对称合成反应的基本问题367

11.4超临界二氧化碳胶束系统的研究368

11.4.1二氧化碳表面活性剂研究进展370

11.4.2超临界二氧化碳胶束催化有机合成372

11.5结语375

参考文献375

第12章 二氧化碳捕集与利用展望381

12.1二氧化碳的捕集381

12.2二氧化碳捕集的总结与展望383

12.2.1燃烧后脱碳384

12.2.2燃烧前脱碳385

12.2.3富氧燃烧技术386

12.3二氧化碳的综合利用388

12.4二氧化碳的资源化389

12.4.1甲烷和二氧化碳的直接转化389

12.4.2二氧化碳还原反应的仿生催化389

12.4.3二氧化碳与甲烷的反应391

12.4.4其他有关研发动向392

12.5二氧化碳的利用前景392

参考文献394