我国生态文明建设进入了促进经济社会发展全面绿色转型,实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。以降碳为重点,推动减污降碳协同增效是推动我国和地方社会经济发展全面绿色转型的重要抓手和长期战略。节能减污降碳协同控制四川省高等学校工程研究中心构建以企业生产环节为对象的碳污融合排放信息管控平台,形成行业上下游企业供应链的碳足迹数据库,围绕减污降碳协同控制技术需求开展研究,攻克关键问题,构建覆盖全流程的减污降碳协同控制技术体系,可有力支持全国、区域及地方开展减污降碳深度治理实践工作。
工程研究中心的研究方向及可提供的技术服务有:
(1)碳污融合排放清单构建技术
全生命周期企业碳足迹排放核查技术 研发团队基于对重点企事业单位的碳排放核查,建立了包括电力、钢铁、化工、石化、水泥、陶瓷、造纸等行业的全生命周期企业碳足迹排放核查技术,构建了产品生命周期的碳核查体系。该核查体系已在山西、云南、福建、湖北、四川、黑龙江等地得到了应用。
多源卫星数据融合的生物质开放燃烧碳污融合排放表征技术 基于Himawari-8、VIIRS和MODIS等多源卫星的火点产品,开发数据时空融合算法,得到全面和更高频率的生物质开放燃烧火点信息,实现了生物质露天焚烧碳污排放的动态表征,数据更新仅滞后1~2天,时间分辨率精细到日尺度,空间分辨率为1km,对于精准预报空气质量、精深分析污染过程以及评估气候影响等具有重要意义。
基于互联网大数据的餐饮源碳污融合排放表征技术 基于互联网大数据与餐饮排放特征活动数据的关系模型,建立了高空间分辨率的餐饮点源碳污排放表征技术体系,实现了社会餐饮、家庭餐饮以及食堂餐饮点源的大气污染物和温室气体排放估算。该技术将餐饮排放清单空间分配方式由传统的面源优化为点源,点源率达到100%。
重点原材料行业碳达峰、碳中和公共服务平台 研发团队围绕水泥、钢铁、有色、石化、化工重点原材料行业,搭建了重点原材料行业碳达峰、碳中和公共服务平台,为这些行业开展绿色低碳验证和检验检测工作提供一站式服务。
(2)协同减污降碳技术
脱硫脱硝协同降碳技术与装备 研究团队对燃煤烟气中的污染控制和碳的减排开展了多年研究,开发了一系列具有自主知识产权的钙基捕集含硫气体技术、络合吸收脱硝技术、烟气湿法脱硫脱硝技术、有机酸强化粗颗粒石灰石新型烟气脱硫技术等,可开展大气污染物治理项目的投资、并购、设计、建设、运营和技术服务等工作,已有项目分布于全国13个省市自治区,承担国家能源集团等旗下30余台机组的环保运营服务。
VOCs深度治理协同降碳技术与装备 采用Fluent软件的标准k-ε、热平衡等模型对RTO内的流动、传热及燃烧过程进行模拟,考虑入炉废气浓度及流量、切换时间、吹扫流量对燃烧室温度、蓄热体出口温度、热效率和净化效率等关键因素的影响,优化RTO运行工况条件,并结合工程实测数据验证模拟结果,精准控制RTO天然气用量,在保证VOCs去除率的同时,最大程度减少碳排放。
节能降耗减碳技术与装备 研发团队基于气体动力学原理和方法,结合水蒸气的完全冷凝、喷头的抽汽和雾化性能等理论,采用专利型雾化喷头产生顺流真空、降低流阻和热阻等设计理念,研发了新一代汽水喷射真空泵,可以降低余热发电背压,提高余热锅炉发电效率。本成果已经成功应用于制盐、芒硝等领域的多效蒸发系统。
(3)碳捕集与资源化技术
稳定高效的CO2吸附剂 研发团队设计制备了一系列高密度氨基改性的复合吸附剂,考察了吸附材料的微观结构及其CO2吸附性能,明晰了改性复合吸附剂上的弱吸附机制,复合吸附剂吸附容量高,循环稳定性好。
高通量高选择性天然气净化膜材料 以TB聚合物为膜基质,以MFI类沸石为无机填料,制备了一系列有机-无机混合基质膜用于CO2/CH4、H2/CH4、CO2/N2分离。以二维沸石为无机填料,以Pebax 2533为膜基质,以中空纤维膜为支撑层制备了的TFN膜对CO2/CH4和CO2/N2的分离效果最好。
CO2资源化利用合成高附加值电解液碳酸二甲酯催化剂 采用溶剂热法等合成了Ce(Zr)-MOFs衍生物催化剂,用于CO2与甲醇直接一步合成碳酸二甲酯,构建了Ce(Zr)-MOFs衍生物和催化性能间的构效关系,揭示了催化反应机理。目标产物DMC选择性达到100%,DMC时空收率达到1.8 mmol·g-1·h-1。
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环境科学与工程实验室、测绘科学与技术实验室、创新开放实验室、大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室、成都信息工程大学节能减污降碳交叉研究中心、各企业研发平台建成,现有独立研发场地面积3000余平方米,实验仪器设备2000余套,近5年到账科研经费达4000余万元,研发试验条件完善,产学研合作条件完备。工程研究中心发表论文400余篇,授权专利及计算机软件著作权200余项,形成了高应用价值的研究成果,建成了一支40余人的高层次技术研发团队。
本工程研究中心基于减污降碳协同调控管理技术需求,构建了涵盖摸家底、辩区域、识行业、定目标、优措施、评效果、配制度的全流程减污降碳协同调控技术体系,可为推进国家、四川省及各行业减污降碳协同治理提供技术服务。