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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

含钙镁煤基固废CO2矿化封存及其产物性能研究进展

2024-07-02




本论文创新点



(1)本文详细综述了利用粉煤灰、脱硫石膏和煤气化灰渣等典型煤基固废进行CO2矿化的新技术途径,并阐明其矿化反应过程和原理。

(2)深入探讨了不同工艺参数(如温度、压力、反应时间等)对矿化产物性能的影响,明晰了不同参数在CO2矿化过程中的调控机理,以及未来亟需解决的技术瓶颈。

(3)应用全生命周期评估方法,系统分析了煤基固废CO2矿化工艺的可行性及其对环境的影响。

题 目



含钙镁煤基固废CO2矿化封存及其产物性能研究进展

作 者



高影1,涂亚楠1,王卫东1,李振2,3,齐永心1,张佳峰1

单 位



1. 中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院

2. 西安科技大学 化学与化工学院

3. 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室



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摘   要


随着化石碳资源的过度消耗,导致CO2等温室气体的大量排放,全球气候变化已经成为全人类面对的重大挑战之一,同时,煤炭资源开发利用过程中会产生大量的粉煤灰、脱硫石膏等含钙镁煤基固废。如何实现CO2高效捕集与封存是当下面临的极具挑战性课题,粉煤灰、煤气化灰渣等大宗重污染工业固废的大规模综合利用仍亟待突破。在“双碳”目标下,利用煤基固废矿化封存CO2是一项具有巨大潜力的高效应对全球变暖的策略,利用含钙镁煤基固废进行矿物碳酸化对于二氧化碳捕集与封存(CCS)以及固废的资源化处置都具有很大前景。然而,它的工业应用瓶颈依旧无法突破。综述了以典型煤基固废粉煤灰(FA)、脱硫石膏(FGDG)以及煤气化灰渣(CGS)为原料的CO2矿化技术的发展现状,旨在探讨其技术局限性的原因。首先,简要阐述了煤基固废CO2矿化的途径,揭示了煤基固废CO2矿化反应过程和原理。其次,重点讨论了典型煤基固废的矿化潜力和工艺,明晰CO2矿化过程中工艺参数对产物性能的调控机理。最后,总结了煤基固废CO2矿化产物的性能并且利用全生命周期评估(Life Cycle Assessment, LCA)阐明矿化工艺的可行性及其对环境的影响。研究将对煤基固废CO2矿化的工艺技术提供优化建议,以期推动煤炭工业的低碳转型战略目标。











通讯作者简介





    
王卫东

教授

博士生导师


王卫东,男,1978年7月出生,安徽淮北人,工学博士,教授,博士生导师,中国矿业大学(北京)越崎青年学者,化学与环境工程学院副院长。




研究方向



矿物分选过程智能化;矿物加工过程的检测与控制;固废资源化利用;洁净煤技术方面;近年来完成了基于机器视觉的煤矸(杂物)智能识别、分选的研究开发与应用。目前正在研究基于机器视觉的浮选过程状态的智能分析决策系统,固废资源化过程中的人工智能,基于大数据与机器学习的选矿过程的智能分析与决策。

主要成果



近年来完成了基于机器视觉的煤矸(杂物)智能识别、分选的研究开发与应用。目前正在开发基于机器视觉的浮选过程状态的智能分析决策系统,固废资源化过程中的人工智能,基于大数据与机器学习的选矿过程的智能分析与决策。先后获教育部科技进步一等奖1项,煤炭科技进步一等奖1项,二等奖3项、三等奖2项,专利8项(其中发明专利4项,实用新型4项)。参与3部教材及1部专著的编写。近年来在国内外学术期刊和会议上发表高水平学术论文80余篇。

引用格式




高  影,涂亚楠,王卫东,等. 含钙镁煤基固废CO2矿化封存及其产物性能研究进展[J].煤炭科学技术,2024,52(5):301−315.

GAO Ying, TU Yanan, WANG Weidong, et al. Research progress on CO2 mineralization of coal-based solid waste containing calcium and magnesium and its product performance[J].Coal Science and Technology,2024,52(5):301−315.

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