【正文】 元的規(guī)模，可為地方提供就業(yè)崗位 2021 個(gè)，實(shí)現(xiàn)利稅 6000 萬(wàn) 元。在燃油替代方面，中國(guó)汽油柴油和柴油消費(fèi)的增長(zhǎng)很快， 2021年汽油消費(fèi)量 7150 萬(wàn)噸，柴油消費(fèi)量達(dá)約 10100 萬(wàn)噸。著名跨國(guó)集團(tuán) BP 估計(jì)到 2030 年，全球替代燃料將占到全球運(yùn)輸燃料市場(chǎng)的 19%。 本項(xiàng)目運(yùn)行期間，在 燃煤發(fā)電廠煙道尾氣二氧化碳捕集技術(shù)、 催化資源化 合成 有機(jī) 替代燃料技術(shù)、 蒸氣碳熱還原法制氫技術(shù) 為代表的納米材料合成、工業(yè)反應(yīng)爐設(shè)計(jì)加工、特種催化劑改性、精密儀器控制系統(tǒng)、二氧化碳傳感設(shè)備及技術(shù)等諸多科技領(lǐng)域領(lǐng)域，將帶來(lái)一場(chǎng)革命性的變革，加速推動(dòng)學(xué)科交叉融合，提供現(xiàn)金的產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，培養(yǎng)專業(yè)的科技人才，建立完備的技術(shù)孵化環(huán)境。 項(xiàng)目的環(huán)境意義重大，一期按年產(chǎn)替代燃料 1 萬(wàn)噸計(jì)，需要消耗二氧化碳原料 2 萬(wàn)噸，這是直接的溫室氣體減排。由此帶來(lái)的間接的經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)效應(yīng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出直接的經(jīng)濟(jì)效益。 項(xiàng)目一期工程，全套年產(chǎn) 1萬(wàn)噸替代燃料中試設(shè)備，預(yù)計(jì)使用和培訓(xùn)員工 300人，培養(yǎng)碩士和博士研究生 20人。燃排出物的毒性比普通含鉛汽油小，排氣中一氧化碳含量也較少 ， 燃燒清潔性能良好。沸點(diǎn) ℃ 。國(guó)內(nèi)研究表明， E15 乙醇汽油（汽油中乙醇含量為 15%）比純車用無(wú)鉛汽油碳烴排量下降 %，一氧化碳 排量下降 30%；燃料乙醇的生產(chǎn)資源豐富，技術(shù)成熟。 乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 CH3CH2OH，俗稱酒精，它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無(wú)色透明液體，飽和蒸氣壓 (19℃ )，燃燒熱 ，閃點(diǎn)12℃ ，引燃溫度 363℃ 。上海世博會(huì)期間， 10 輛二甲醚公交客車在 147 路上載客運(yùn)行，累計(jì)運(yùn)行 42 萬(wàn)公里。二甲醚含有一個(gè)氧基，與液化石油氣摻混燃燒，可以改善現(xiàn)有燃燒裝置的燃燒性能，使燃燒更加完全。是一種無(wú)色無(wú)毒氣體或壓縮液體。面對(duì)石油的短缺 ,能源的不可再生性 ,以及國(guó)際上對(duì)環(huán)境的要求日高 ,國(guó)外早已提出代用燃料和燃料清潔化的開(kāi)發(fā)方向。蘇丹是我國(guó)第三大石油供應(yīng)國(guó)，曼德海峽是蘇丹石油進(jìn) 入印度洋的海上通道，美國(guó)第五艦隊(duì)也在曼德海峽巡邏。美國(guó)總統(tǒng)環(huán)境顧問(wèn)弗雷德 ① 、消除國(guó)家能源安全隱患。 本項(xiàng)目的營(yíng)銷團(tuán)隊(duì)，由具有豐富能源領(lǐng)域大型國(guó)企和跨國(guó)企業(yè)影響經(jīng)驗(yàn)的人士擔(dān)任負(fù)責(zé)人，營(yíng)銷團(tuán)隊(duì)人員搭配合理，成員具有豐富的營(yíng)銷經(jīng)驗(yàn)，在加盟本公司之前擁有良好的營(yíng)銷業(yè)績(jī)。學(xué)校擁有一支高水平的師資隊(duì)伍，現(xiàn)有中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院院士 30人。 ? 開(kāi)發(fā)能力。公司現(xiàn)有模式的主要優(yōu)勢(shì)在以下幾點(diǎn)： ? 團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)。在項(xiàng)目運(yùn)行前期，本團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)至少培養(yǎng) 15 名專業(yè)技術(shù)與研發(fā)人才，以及 20 名市場(chǎng)及銷售人員等。 在科研方面，公司將成立研發(fā)中心，與復(fù)旦大學(xué)進(jìn)行對(duì)接，充分利用企業(yè)豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)的分析測(cè)試平臺(tái)共同承擔(dān)研發(fā)。 在公司形態(tài)方面， 公司建立“ 4+4”的公司架構(gòu) ,即建立四個(gè)中心：管理中心、研發(fā)中心 , 工程中心和生產(chǎn)中心；建立四個(gè)部：物流部、公關(guān)部、市場(chǎng)部和銷售部。 ? 獲取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況。 本項(xiàng)目目前存在以下幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題： ① 、 高效 二氧化碳 高低溫 捕集材料的 制備與優(yōu)化，這是本項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ) 。 本項(xiàng)目采用的新型二氧化碳高溫捕獲材料， 在二氧化碳的高溫吸附和富集中表現(xiàn)出良好的吸附性能并具有 很 好的再生循環(huán)性能， 生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于其它二氧化碳 捕獲材料。 本項(xiàng)目的突出優(yōu)勢(shì)在于，采用通常情況下沒(méi)有利用價(jià)值的煙道尾氣中的二氧化碳為原料，輔以熱碳還原法制取的廉價(jià)氫氣，資源化轉(zhuǎn)化為高能替代燃料（甲醇、乙醇、二甲醚等）。乙醇可以有效改善油品的性能和質(zhì)量，降低一氧化碳、碳?xì)浠衔锏戎饕廴疚锱欧?。燃燒清潔性能良好。甲醇可以摻入普通汽油，摻入量一般?5％～ 30％。能與 多種化合物形成共沸混合物 ， 能與水、乙醇、乙醚、苯、酮類和其他有機(jī)溶劑混溶 ， 。二甲醚易燃，燃燒性能好，熱效率高，燃燒過(guò)程中無(wú)殘?jiān)o(wú)黑煙， CO、 NO 排量低。沒(méi)有閃點(diǎn)，不燃；無(wú)色無(wú)味，無(wú)毒性。 本項(xiàng)目的過(guò)渡產(chǎn)品二氧化碳，是煙道氣捕集二氧化碳的富余產(chǎn)品，可以用于食品保藏、化工合成、油田 驅(qū) 油等領(lǐng)域。 本項(xiàng)目用于捕獲煙道氣中二氧化碳的 M 酸鋰材料和用于 資源化 催化一 步反應(yīng)合成 有機(jī)替代燃料 的負(fù)載型納米復(fù)合催化劑，在前人研究基礎(chǔ)上都有革命性的創(chuàng)新，帶來(lái)了材料工作性能顯著的提高。清華大學(xué)也進(jìn)行了一步法二甲醚研究，在漿態(tài)床反應(yīng)器上，采用 LP+Al2O3 雙功能催化劑，在 260290℃ ， 46MPa的條件下， CO 單程轉(zhuǎn)化率達(dá)到 55%～ 65%，二甲醚的選擇性為 9094%。蘭化研究院、蘭化化肥廠與蘭州化物所共同開(kāi)展了合成氣法制二甲醚的 5mL 小試研究，重點(diǎn)進(jìn)行工藝過(guò)程研究、催化劑制備及其活性、壽命的考察。其中 ,美國(guó) Arakawa 等人在甲醇合成催化劑 (Cu2ZnO2Al2O3) 和固體酸組成 的復(fù)合 催化劑 上研究 了該反 應(yīng) , 得出 了較 好的結(jié) 果 。 二氧化碳加氫制化工品 , 尤其是 CO2 加氫制甲醇是有效利用 CO2 的一個(gè)重要途徑 , 國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了大量的研究。該公司的第二套 3 萬(wàn)噸 /年裝置也將投產(chǎn)。 2021 年 8 月由瀘天化與日本東洋工程公司合作開(kāi)發(fā)的兩步法二甲醚萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)裝置試車成功。采用 NKK 技術(shù)已在新 瀉 建成 1 萬(wàn)噸 /年合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚的半工業(yè)化裝置。合成氣在反應(yīng)器內(nèi)的催化劑與礦物油組成的淤漿中鼓泡，生成二甲醚、甲醇和 CO2。 日本 NKK 公司也開(kāi)發(fā)了用漿相反應(yīng)器由合成氣一步合成二甲醚的新工藝。催化劑顆粒呈細(xì)粉狀，用惰性礦物油與其形成漿液。 技術(shù)成本、整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)、能源消耗仍在計(jì)算和反復(fù)修改中 美國(guó)電力公司、 瑞典南部 Karlshamn電廠的 CO2捕集裝置 胺法溶劑吸收 CO2 吸收速度快、吸收能力強(qiáng)、處理量大、回收 CO2 純度高 流程復(fù)雜，操作成本高 北京高碑店熱電廠二氧化碳捕集試驗(yàn)裝置 新型胺溶劑吸收 CO2 比常規(guī)溶劑穩(wěn)定，可使用較長(zhǎng)時(shí)間，在吸收和釋放二氧化碳過(guò)程中，耗能較低，用新溶劑進(jìn)行氣體洗滌能大大降低除去二氧化碳的費(fèi)用 CO2 負(fù)荷能力低，設(shè)備腐蝕率高，胺類易被其他煙氣成分降解，且本身有害，吸收劑再生時(shí)能耗高 丹麥 Esbjerg（埃斯比約）中型煤發(fā)電裝置 胺法溶劑吸收 CO2 二氧化碳回收率可以超過(guò)85%，富集后的二氧化碳達(dá)到食品級(jí) 由于碳捕獲技術(shù)仍然不成熟，該項(xiàng)目仍處于試驗(yàn)階段。目前國(guó)內(nèi)外二氧化碳捕獲材料 存在各種各樣的問(wèn)題，或者 捕獲 效率不高，或者循環(huán)性能差，或者成本居高不下，或者存在環(huán)境危害。在關(guān)鍵技術(shù)上，本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)進(jìn)行了深入的理論 分析 和大量的實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)了M 酸鋰中含有易與 CO2反應(yīng)的氧化鋰 (Li2O)，不同氧化物分子進(jìn)出氧化鋰，從而反復(fù)產(chǎn)生 CO2 的吸收或放出，因而將這類 M 酸鋰材料做成多孔體，在 500700℃ 左右具有良好的 CO2 吸脫附性能；同時(shí)闡 明了納米復(fù)合催化劑催化 二氧化碳 一步反應(yīng)生成 有機(jī)替代燃料（ 二甲醚、甲醇、乙醇 ） 的反應(yīng)機(jī)理，進(jìn)而對(duì)催化劑進(jìn)行 摻雜和組分 改性，顯著提高了二氧化碳轉(zhuǎn)化效率 和選擇性 ，有效抑制了副反應(yīng)的的發(fā)生。 綜上所述，本項(xiàng)目采用的技術(shù)總體成熟，某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)又不斷有新的發(fā)明；目前尚沒(méi)有一家企業(yè)將這些技術(shù)連同新發(fā)明集成應(yīng)用到一個(gè)工程上，因此也就沒(méi) 有一家企業(yè)率先發(fā)現(xiàn)電廠煙囪大量的 CO2 可捕捉下來(lái)合成替代燃料。一步法合成替代燃料（ 二甲醚、甲醇、乙醇 等）已成國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，技術(shù)已趨成熟。例如，華能北京高碑店熱電廠CO2 捕獲項(xiàng)目， 2021 年 7 月投產(chǎn)，捕獲 CO2 能力 3000 噸 /年。 高溫?zé)煔飧邷夭东@H 2 OH 2催化劑CO 2原料氣合成反應(yīng)器 蒸餾塔替代燃料余氣高溫?zé)煔飧邷夭东@催化劑原料氣合成反應(yīng)器 蒸餾塔替代燃料余氣 圖 集成與 中試規(guī)模的 工藝 流程示意圖 ? 項(xiàng)目技術(shù)實(shí)現(xiàn)依據(jù)。 （ 3） 中試集成與生產(chǎn)技術(shù) 上述 新 技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)取得了成功，從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模放大到中試生產(chǎn)，尚有許多需要注意的問(wèn)題。 復(fù)旦大學(xué)李溪教授研究組在李溪教授原子物理研究成果工作基礎(chǔ)上，合成一系列 催 化 轉(zhuǎn) 化 有 機(jī) 替 代 燃 料 的 新 型 催 化 劑 ( 負(fù) 載 型 納 米 復(fù) 合 催 化 劑 : CuOZnOZrO2/CMKX、 CuCu2OZnO/石墨碳系列等 )。該材料在二氧化碳的高溫吸附和富集中表現(xiàn)出良好的吸附性能并具有較好的再生循環(huán)性能。 復(fù)旦大學(xué)李溪教授研究組在國(guó)內(nèi)外 研究者對(duì)二氧化碳吸附材料研究的基礎(chǔ) 上，開(kāi)發(fā)出一種高效二氧化碳 捕獲劑 改性的 M酸鋰材料。捕獲的二氧化碳一部分可作為工業(yè)原料直接出售，大部分則 用于進(jìn)一步 催化 熱化學(xué)合成 有重要應(yīng)用價(jià)值有機(jī)替代 燃料（二甲醚、甲醇、乙醇 等） 。 ③ 、 水蒸氣碳熱還原法制氫技術(shù)。本項(xiàng)目進(jìn)行的二氧化碳捕集及催化資源化合成有機(jī) 替代 燃料（甲醇、乙醇、二甲醚等）中試項(xiàng)目，主要研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容包括以下三項(xiàng)： ① 、 燃煤電廠 或水泥廠 煙道尾氣二氧化碳 低成本 捕集技術(shù) 與設(shè)備的開(kāi)發(fā)。 姑蘇領(lǐng)軍人才計(jì)劃創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書(shū) 一、業(yè)務(wù)描述。將二氧化碳富集并低能耗高效催化轉(zhuǎn)化為有重要應(yīng)用價(jià)值的 二甲醚、甲醇、乙醇 等有機(jī)燃料，可同時(shí)解決能源與環(huán)境危機(jī)而具有重要的意義。采用物理和化學(xué)的方法合成一系列具有轉(zhuǎn)化率高，選擇性好的二氧化碳催化資源化納米復(fù)合催化劑，同時(shí)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)二氧化碳資源化轉(zhuǎn)化設(shè)備使其能發(fā)揮催化劑的最佳效果。 圍繞 上述三項(xiàng)研究 開(kāi)發(fā)內(nèi)容，本項(xiàng)目 制定的 技術(shù)路線為： 采用自主研發(fā)的高效二氧化碳高溫 和低溫 捕獲材料，用于燃煤電廠或水泥廠二氧化碳的捕獲，該材料在二氧化碳的高溫吸附和富集中表現(xiàn)出良好的吸附性能并具有 很 好的再生循環(huán)性能。 具體的工藝流程圖路線如下圖 1 所示： （ 2）技術(shù)路線和創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目技術(shù)路線如下圖所示： 工藝路線： 圖 二氧化碳捕獲及 催化資源化 合成 有機(jī)替代燃料 工藝流程路線 按照技術(shù)原理，本項(xiàng)目的技術(shù)可以歸納為 捕集二氧化碳新技術(shù) 和催化資源化合成有機(jī)替代燃料 新技術(shù) 這兩部分 ，現(xiàn)分別詳述其工作原理： （ 1） 捕獲二氧化碳新技術(shù)。當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到 750950℃時(shí)逆反應(yīng)開(kāi)始，碳酸鋰分解放出 CO2 氣體。發(fā)達(dá)國(guó)家目前致力于以 CO2 加 H2 一步法合成替代燃料的研究，但現(xiàn)有的催化劑技術(shù) CO2 轉(zhuǎn)化率低、 燃料 選擇性低，同時(shí)，廉價(jià)的 CO2 來(lái)源和 H2來(lái)源也沒(méi)有解決，所以，雖然 CO2 加 H2 合成 有機(jī) 替代燃料在技術(shù)上已經(jīng)不成問(wèn)題，但因上述問(wèn)題而一直未能產(chǎn)業(yè)化。 相關(guān) 專利 ： 一種同步捕獲和資源化利用二氧化碳的復(fù)合催化材料及其制備方法 ，申請(qǐng)?zhí)?。 本項(xiàng)目經(jīng) 集成 與 中試 放大后的簡(jiǎn)單工藝 流程如圖 3所示。 原料獲取方面，從煙道氣中捕集 CO2 的技術(shù)，無(wú)論是物理法還是化學(xué)法，近年來(lái)的研究 都 非常熱門(mén)，國(guó)內(nèi) 的技術(shù) 也已基本成熟。 產(chǎn)品生產(chǎn)方面，一步法 催化 合成替代燃料工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、投資小、操作費(fèi)用低，產(chǎn)品生產(chǎn) 成本低，較兩步法有較大優(yōu)勢(shì)。如：中科院廣州能源研究所千噸級(jí)生物質(zhì)氣化合成二甲醚示范裝置（自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)）， 2021 年在廣東省博羅縣建成投產(chǎn)，一次試車成功。在生產(chǎn)工藝上，已經(jīng)積累了大量實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)。 目前， 在二氧化碳捕集技術(shù)方面，由于缺乏合適的用途，總體來(lái)說(shuō)該類技術(shù)雖然比較成 熟，但在實(shí) 用化方面進(jìn)展緩慢。 表 1 國(guó)內(nèi)外工業(yè)應(yīng)用的二氧化碳捕獲方法比較 捕獲方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 實(shí)施地點(diǎn) 冷卻氨水捕獲 CO2 降低捕獲二氧化碳所需能源，捕獲二氧化碳率達(dá) 90％，成本降低。 LPDMETM 工藝的主要優(yōu)勢(shì)是放棄了傳統(tǒng)的氣相固定床反應(yīng)器而使用了漿液鼓泡塔反應(yīng)器。 Air products 公司已在 15噸 /天的中試工廠對(duì)該工藝進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果令人滿意，但還沒(méi)有建設(shè)商業(yè)化規(guī)模的大型裝置。脫碳后的原料合成氣用活性炭吸附塔脫除硫化物后換熱至 200℃ 進(jìn)入反應(yīng)器底部。經(jīng)分餾，從塔頂可得到高度純凈的二甲醚產(chǎn)品 (95%～ 99%)，從塔底則可得到甲醇、二甲醚和水組成的粗產(chǎn)品。對(duì)于兩步法二甲醚工藝技術(shù)，無(wú)論是氣相法還是液相法，國(guó)內(nèi) 技術(shù)均已經(jīng)達(dá)到先進(jìn)、成熟可靠的水平，完全有條件建設(shè)大型生產(chǎn)裝置。山東久泰化工科技股份有限公司（原臨沂魯明化工有限公司）開(kāi)發(fā)成功了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液相法復(fù)合酸脫水催化生產(chǎn)二甲醚工藝，已經(jīng)建成了 5000 噸 /年生產(chǎn)裝置， 經(jīng)一年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該技術(shù)成熟可靠。 因此 本項(xiàng)目在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，引入了全新的概念，在溫室氣體減排和新能源領(lǐng)域有望實(shí)現(xiàn)革命性的突破 ? 關(guān)于該課題的研究現(xiàn)狀。目前國(guó)內(nèi)外催化劑 CO2轉(zhuǎn)化率平均水平為 20%，二甲醚選擇性平均水平為 40%。 國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)直接利用 CO2 加氫直接制取替代燃料 的工業(yè)項(xiàng)目 ， 采用化石原料合成二甲醚的研究較多。中科院大連化物所采用復(fù)合催化劑體系對(duì)合成氣直接制二甲醚進(jìn)行了系統(tǒng)研究，篩選出 SD219Ⅰ 、 SD219Ⅱ 及 SD219Ⅲ 型催化劑，均表現(xiàn)出較佳的催化性能， CO轉(zhuǎn)化率達(dá)到 90%，生成的二甲醚在含氧有機(jī)物