CO2资源化利用

需求的背景和应用场景

在全球气候变化和环境保护的大背景下，减少温室气体排放，特别是二氧化碳（CO2）的排放，已成为国际社会的共识。我国作为世界上最大的煤炭消费国之一，煤气化过程中产生大量的CO2副产，这不仅增加了环境负担，也浪费了潜在的碳资源。为积极响应国家提出的“双碳”目标，即碳达峰与碳中和战略，推动绿色低碳发展，本技术需求旨在探索CO2的资源化转化利用途径。通过将煤气化装置中产生的大量CO2转化为具有高附加值的下游产品，如二甲基甲酰胺（DMF）、可降解聚合物、通过重整制备合成气以及矿化利用等，不仅能够有效减少CO2排放，降低环境压力，还能实现碳资源的循环利用，促进产业结构的绿色转型和升级，为煤气化及相关行业带来新的经济增长点。

要解决的关键技术问题

1. 高效CO2捕集技术：开发低成本、高效率的CO2捕集技术，确保从煤气化装置中有效分离并收集CO2，为后续转化利用提供稳定的原料来源。
2. CO2催化转化技术：研究高效催化剂及其反应体系，实现CO2向DMF、可降解聚合物等高附加值产品的定向转化。这包括催化剂的选择与设计、反应条件的优化以及反应机理的深入探索。
3. 合成气重整制备技术：探索CO2与氢气或其他碳源的重整反应，高效制备合成气（CO+H2），为化工生产提供基础原料，同时减少对传统化石资源的依赖。
4. 矿化利用技术：研究CO2与矿物质（如硅酸盐、碳酸盐等）的反应机制，开发矿化固定CO2的新方法，实现CO2的长期稳定封存与资源化利用。
5. 系统集成与优化：构建CO2资源化转化利用的整体技术流程，通过系统集成与优化，提高转化效率，降低能耗和成本，确保技术的经济可行性和环境友好性。

效果要求

1. 经济效益：通过CO2的资源化转化，开发出一系列具有高市场价值的下游产品，提高煤气化及相关行业的经济效益，为参与企业带来新的利润增长点。
2. 环境效益：显著减少CO2排放，降低温室效应，促进绿色低碳发展，为实现国家“双碳”目标贡献力量。
3. 技术创新：在CO2捕集、催化转化、合成气制备及矿化利用等领域取得关键技术突破，形成自主知识产权，提升我国在全球碳减排与资源化利用领域的技术竞争力。
4. 产业带动：推动煤气化、化工、新材料等相关产业的协同发展，形成绿色产业链，促进产业结构优化升级，为我国经济高质量发展注入新动力。
5. 可持续发展：通过技术的推广与应用，建立CO2资源化利用的良性循环体系，为实现资源节约型和环境友好型社会奠定坚实基础，助力全球可持续发展进程。