逆水煤气变换反应新兴强化技术研究进展

摘要

CO₂排放量的持续增长，导致全球环境恶化，严重危及人类生存环境.钢铁行业作为排碳大户，碳减排责任重大.利用逆水煤气变换（RWGS）反应可将CO₂转化为合成气组分CO，并进一步制取其他工业化学品，是一条极具潜力和发展前景的燃料生产绿色路线.目前，RWGS反应中热催化工艺作为主要的技术路线表现出最高的成熟度，但其存在CO₂高热力学稳定性、CO₂转化率和CO产量低以及能源效率等问题，热力学分析表明，若要保持较高CO₂平衡转化率需提高温度，降低温度会导致副反应的发生.因此，探索各种新兴强化技术解决上述问题，对于推进RWGS反应实现大规模工业应用至关重要.文章首先综述了RWGS反应新兴强化技术的研究进展，比较了不同RWGS反应新兴强化技术的优点和局限性，并介绍了膜、光热反应、等离子体辅助和电场促进技术在RWGS反应中的应用以及对反应性能的改善作用；其次从技术和经济角度对RWGS反应新兴强化技术的工业化应用进行了分析讨论；最后，对RWGS反应新兴强化技术的应用前景进行展望，并给出未来的发展方向.

关键词

碳减排 / 逆水煤气变换 / 二氧化碳转化 / 一氧化碳 / 新兴强化技术

基金资助

京津冀环境综合治理国家科技重大专项资助项目（2024ZD1200403）