石破天惊：北化段雪院士团队可能已经找到了石灰石和水泥熟料煅烧的终极降碳方法！
发布者 | 中标研 2023-08-21
北京化工大学段雪院士
段雪，男，教授，2007年当选中国科学院院士。1982年毕业于吉林大学获学士学位，1984年和1988年毕业于北京化工学院、获中科院硕士和博士学位。经30余年持续研究，构建了“插层组装与资源利用” 特色研究体系，针对关键科学问题开展了系统基础研究。基础研究成果在国际化工、化学和材料领域的主流刊物上发表，多年获ESI中国高被引学者。研究成果获国家发明专利授权60余件和美国专利授权5件，构建了自主知识产权体系。成果应用于工业实践，在青海、山东和甘肃等地建立了成果转化基地，实现了20余项科技成果转化，建成30余条工业生产线，推动了盐湖资源有效利用、汽车精细化学品、介孔吸附材料和土壤修复材料等行业的科技进步，获国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项和10余项省部级科技成果奖励。
文章｜武安君
编辑｜武安君
《武安君》短评：
石灰和水泥熟料煅烧终极降碳方法找到了？
石灰和水泥行业是仅次于钢铁和燃煤电厂的排碳大户。
水泥行业产能21.3亿吨。按照1吨硅酸盐水泥排放1吨CO2计算，则CO2的排放量为21.3吨；石灰行业产能3亿多吨。按照1吨石灰排放1.187吨CO2计算，则石灰行业CO2排放量为3.5亿吨；水泥行业和石灰产业具有高排碳特征。一部分是由燃煤加热造成的CO2排放，另一部分则是碳酸盐本身受热分解造成的CO2排放。两种因素叠加造成了水泥产业和石灰行业的高排碳特征。水泥生产过程中经高温煅烧，CaCO3与SiO2受热分解反应产生的CO2排放量，占整个生产过程的60%~70%。北京化工大学段雪院士和邵明飞教授经过多年研究，提出了“碳酸盐共热耦合原位加氢炼制”新技术路线。实验和理论计算结果表明：该方法不但能显著降低碳酸钙的热解温度，CaCO3原位热分解温度可降低200℃，而且利用碳酸盐热解共热耦合原位还原，通过加氢自催化得到CO，CO的选择性高达95.8%，生成速率可达0.756 mmol min-1 此方法改变了传统的碳转移路径，从源头上抑制了CO2排放，生成的CO还可以作为甲醇、甲酸等高附加值化工产品的原料。
根据段雪院士提供的2021年的数据，我国与碳酸盐热解相关的CO2排放量是14.5亿吨。如果将其通过加氢炼制的方式处理，将会得到3.1亿吨柴油、1.1亿吨石脑油与0.4亿吨天然气，相当于10.6个大庆油田的当年产量。段雪院士和邵明飞教授团队的研究成果已经于2021年9月申请了国家发明专利，目前专利正处于审中-实质审查。
发明名称：用于二氧化碳减排的碳酸盐加氢炼制联产合成气的方法。
专利申请公开号为：CN 113582208 A，
相关研究成果的论文发表在《化工进展》2022年第41卷第3期上，题目是：电解水制氢耦合碳酸盐还原展望。一作是徐明，团队成员邵明飞、刘清雅、段雪为共同作者。该论文的创新在于：碳酸盐加氢生成一氧化碳、水和相应氧化物这个反应在热力学上是没有问题的。问题的关键是要找到动力学反应窗口。这个反应需要多因素调控。如果调控合适，一氧化碳的选择性就高，现在段雪院士团队的结果是超过了95%。我们期待着该技术成果能够尽快产业化！以下是论文的正文：
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