姑苏领军人才计划创业计划书

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1、姑苏领军人才计划创业计划书一、业务描述。1.1、本项目主要内容及技术路线介绍Ø主要研究开发内容。二氧化碳既是重要的温室气体，又是丰富的碳源，具有廉价、稳定、不燃烧等优点。将二氧化碳富集并低能耗高效催化转化为有重要应用价值的二甲醚、甲醇、乙醇等有机燃料，可同时解决能源与环境危机而具有重要的意义。本项目进行的二氧化碳捕集及催化资源化合成有机替代燃料（甲醇、乙醇、二甲醚等）中试项目，主要研究开发内容包括以下三项：①、燃煤电厂或水泥厂烟道尾气二氧化碳低成本捕集技术与设备的开发。采用固相和液相法合成CO2吸附容量高，循环性能好及合成成本低廉的高温和低

2、温捕获材料，并将材料压制成蜂窝状；同时设计与开发二氧化碳捕获设备，将压制成型的二氧化碳捕获材料与捕获设备结合进行二氧化碳捕获示范。②、二氧化碳催化资源化合成有机替代燃料技术与设备的开发。采用物理和化学的方法合成一系列具有转化率高，选择性好的二氧化碳催化资源化纳米复合催化剂，同时设计与开发二氧化碳资源化转化设备使其能发挥催化剂的最佳效果。③、水蒸气碳热还原法制氢技术。模拟火电厂乏蒸汽与焦炭在一定催化剂的作用下进行水蒸气碳热还原制氢中试放大试验。Ø技术路线。围绕上述三项研究开发内容，本项目制定的技术路线为：采用自主研发的高效二氧化碳高温和低温捕

3、获材料，用于燃煤电厂或水泥厂二氧化碳的捕获，该材料在二氧化碳的高温吸附和富集中表现出良好的吸附性能并具有很好的再生循环性能。捕获的二氧化碳一部分可作为工业原料直接出售，大部分则用于进一步催化热化学合成有重要应用价值有机替代燃料（二甲醚、甲醇、乙醇等）。利用蒸气碳热还原工艺制取廉价氢气，并将氢气和捕集到的二氧化碳在催化剂的作用下进行催化热化学反应一步合成有机替代燃料。该资源化反应中所用的催化剂为本研究团队开发的负载型纳米复合催化材料，该催化材料催化效率高，循环性能好。具体的工艺流程图路线如下图1所示：制氢蒸汽烟道气乙醇甲醇催化剂H2CO2（2

4、）技术路线和创新点合成反应器蒸馏塔本项目技术路线如下图所示：二甲醚合成原料气工艺路线：工艺路线图1、二氧化碳捕获及催化资源化合成有机替代燃料工艺流程路线按照技术原理，本项目的技术可以归纳为捕集二氧化碳新技术和催化资源化合成有机替代燃料新技术这两部分，现分别详述其工作原理：（1）捕获二氧化碳新技术。复旦大学李溪教授研究组在国内外研究者对二氧化碳吸附材料研究的基础上，开发出一种高效二氧化碳捕获剂-改性的M酸锂材料。用于燃煤电厂或水泥厂二氧化碳的捕获（捕获装置示意图见图2），反应机理是M酸锂中含有易与CO2反应的氧化锂(Li2O)，不同氧化物分子

5、进出氧化锂，从而反复产生CO2的吸收或放出。将这类M酸锂材料做成多孔体，在500-700℃左右同含有CO2的气体接触而发生化学反应，CO2以碳酸锂的形态存在于多孔体的微孔中。当反应温度达到750-950℃时逆反应开始，碳酸锂分解放出CO2气体。该材料在二氧化碳的高温吸附和富集中表现出良好的吸附性能并具有较好的再生循环性能。相关专利（1）一种高效二氧化碳高温吸收材料及其制备方法，申请号：201010185171.8；（2）一种燃煤电厂烟气二氧化碳捕获装置，申请号201010185166.7。图2、电厂烟气二氧化碳高温捕获装置图（2）催化资源化

6、合成有机替代燃料新技术替代燃料（二甲醚、甲醇、乙醇等）是指用于替代液化石油气、柴油等通用燃料的新型清洁燃料。发达国家目前致力于以CO2加H2一步法合成替代燃料的研究，但现有的催化剂技术CO2转化率低、燃料选择性低，同时，廉价的CO2来源和H2来源也没有解决，所以，虽然CO2加H2合成有机替代燃料在技术上已经不成问题，但因上述问题而一直未能产业化。复旦大学李溪教授研究组在李溪教授原子物理研究成果工作基础上，合成一系列催化转化有机替代燃料的新型催化剂(负载型纳米复合催化剂:CuO-ZnO-ZrO2/CMK-X、Cu-Cu2O-ZnO/石墨碳系列

7、等)。以合成二甲醚为例，在较低压力（1-3MPa）和温度（110-330oC）下CO2加H2一步法合成二甲醚使用该催化剂（成本很低），得到的CO2转化率由国内外平均水平20%，提高到≥35%；更重要的是二甲醚选择性，由国内外平均水平40%提高到60%以上（日本关西电力有限公司联合三菱重工业公司开发的属于国际先进水平的二甲醚选择性为45%）。这使原料利用率显著提高，二甲醚生产成本大幅下降。相关专利：一种同步捕获和资源化利用二氧化碳的复合催化材料及其制备方法，申请号201010142741.5。（3）中试集成与生产技术上述新技术在实验室中已经取

8、得了成功，从实验室规模放大到中试生产，尚有许多需要注意的问题。在集成和中试的放大技术中，包括关键设备（二氧化碳捕获装置、制氢气系统、合成反应器、蒸馏塔等）放大制造、示范工程建设和