本项目利用有机胺、CO 2使氯化钾盐转化成碱，价值增加，同时转化过程中利用了CO 2，有利于CO 2 减排，有机胺可循环使用，使整个过程成本大大降低。该工艺采用有机胺直接将KCL转化成K 2 CO 3，与传统氨法制碱工艺相比，即先通过吸氨，然后碳化、结晶工艺相比，原料有机胺可以循环利用，使成本大大降低，反应步骤简单、反应条件温和，简单易行，易于工业化生产。

成果与项目的背景及主要用途：用于 CO2 分离的膜技术在天然气、沼气的 净化，三次采油中的 CO2 回收，密闭空间中的 CO2 脱除以及减轻温室效应等领 域有广阔的应用性前景。与传统的 CO2 分离技术相比，膜分离方法具有投资少， 能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而 且 CO2 浓度越高，膜法分离越经济，即使 CO2 浓度低于 5%，用膜法的费用也 仅为吸收法的 64.7%。 18天津大学科技成果选编 19 可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满 足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选 择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优 势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途 的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。 技术原理与工艺流程简介：本研究成果合成了几种对 CO2 具有促进传递作 用的固定载体膜材料，通过载体与 CO2 的相互作用促进 CO2 在膜内的传递，因 而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有 很好的稳定性。 本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜， 制备了用于 CO2 分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其 CO2/CH4 透过分 离性能处于世界领先水平。 技术水平及专利与获奖情况：所制备的固定载体复合膜 CO2/CH4 分离因子 可达 100～300，CO2 渗透速率可达 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共获得发明专利 3 项，分别为： 1. 用于酸性气体分离的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02148632.8） 2. CO2 气体分离复合膜的制备方法（专利号：01144974.8） 3. 用于分离酸性气体的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02158530.X） 本成果与所在课题组其他成果一起，获 2004 年度天津市自然科学奖一等奖 应用前景分析及效益预测：本研究成果所开发的 CO2 分离膜制备技术其经 济效益是明显的。首先，采用 CO2 膜分离可以降低我国能源生产的成本。我国 目前的天然气产量已经超过 300 亿 m3，若其中的 10%以膜分离方法来进行净化， 则需要约 12 万 m2 的膜才能满足需要，与传统方法相比每年可节约 4000 万元。 此外，由于可持续发展和环境保护的需要，采用城市生活垃圾和其他工业垃圾生 产沼气近年来得到了迅速发展。至今，我国已建设了大中型沼气池 3 万多个，总 容积超过 137 万 m3，年产沼气 5.5 亿 m3，采用膜分离技术处理这些沼气也需要 大量的 CO2 分离膜。最后，随着海上油气资源的开发以及农业生产中气肥的大 量使用，对 CO2 分离膜的需求和产生的效益也很大。天津大学科技成果选编 应用领域： 1. 天然气、沼气的净化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密闭空间中的 CO2 脱除； 4. 农业生产中气肥的使用。 该项目需要以下条件： 1. 聚合物合成的相关设备及原料：反应釜，冷却装置等。 2. 复合膜加工设备及原料：涂膜机，干燥器，膜交联设备，交联剂等。 3. 膜组件加工设备及原料。 4. 需要厂房面积大于 1000m2。 合作方式及条件： 由天津大学提供膜材料合成、复合膜制备、交联等相关技术，由合作方提供 厂房、设备、原材料及相关的人员配套。 

成果与项目的背景及主要用途：近年来我国钢材年消耗量迅速增加，焊接工 程量巨大，高效化焊接成为焊接技术发展的主流。MAG/CO2 焊由于其易于实现 自动化、抗锈低氢、成本低以及可进行全位置焊接等优点，成为高效化焊接方法 的重要选择。在我国，以 MAG/CO2 焊为主的气体保护焊工艺应用水平与发达国 家相比仍有较大差距，但发展较快。据统计：1999 年，我国的气体保护焊在整 个焊接工艺中所占的比例约为 10%，而日本和美国则达 70%左右；2002 年我国 此比例达到了约 17%，预计 2005 年可以达到 22~25%。在我国以 MAG/CO2焊为 主的气体保护焊在很大范围内正逐步取代焊条电弧焊，极具发展潜力。 MAG/CO2 气体保护焊短路过渡方式应用非常突出，国内外研究人员的研究 证明：采用 MAG/CO2 焊短路过渡形式，可以有效地防止高速焊接(1m/min 以上) 时形成的焊接缺陷。但由于 MAG/CO2 焊保护气体本身的物理性质所决定的，使 用活性 CO2 气体保护的焊接无论是采用细丝短路过渡方式，还是粗丝大电流的颗 粒过渡方式，都会造成较大的飞溅，在短路过渡方式中，焊缝成形差也是很大的 问题。著名的 STT 控制法利用对电流电压的快速控制，大大降低了短路过渡过程 的飞溅，改善了焊缝成形，但也只适用于电流较小的场合，用于高速焊接需要大 电流的场合时仍存在飞溅大等不足之处。 该技术主要解决纯 CO2 气体保护焊或低氩保护 MAG 焊时短路过渡的飞溅和 焊缝成形问题。 技术原理与工艺流程简介：该系统利用传感器采集信息，由单片机系统对焊 接过程的信息进行分析，控制逆变弧焊电源的输出。 关键问题在于实时控制的及时性。短路过渡存在大量快速的瞬态过程，需要 122天津大学科技成果选编 123 控制电路及时做出响应，有很大难度。美国林肯公司的 STT 焊机利用 IGBT 功率 开关并联限流电阻的方法，可以非常迅速地减小电流，对于防止飞溅非常有利。 但 IGBT 的工作条件非常严酷，限制了利用 IGBT 功率开关进行深入的研究，也使 其局限于较小电流的场合。受上述条件的制约，我们必须考虑其他的选择。 本技术找到了一种预判短路过程的方法，采用高速模拟电路为主并结合单片 机的中断处理方法加以控制；而对短路过渡相对稳定的过程，其控制则以单片机 为主，可以进行信息融合运算，甚至可以进行瞬态过程的预判运算。 技术水平及专利与获奖情况：国际先进，国家发明专利。 应用前景分析及效益预测：目前 CO2 焊的飞溅问题的解决主要采用：a.纯氩 或混合气保护，气体成本高；b.利用进口 STT 焊机，在低速焊、小电流范围应用， 焊机成本高；c.采用药芯焊丝，焊丝成本高，且只能焊接中厚板，不能短路过渡 焊。这些解决方法都并不令人十分满意，因而本技术有很好的的实际应用前景。 本技术可将飞溅率降为普通短路过渡的 1/2~1/3 以下，以一个年消耗焊丝 500~1000 吨的大中型企业计算，每年仅焊丝飞溅造成的损失就可减少数十万元， 尚不包括清理飞溅所投入的人力物力。而本技术在普通逆变焊机基础上加上 500~1000 元的一次性的材料成本投入，即可大幅度提高焊机的性能。 应用领域：机械、船舶、钢结构、汽车等众多行业。 

超临界CO 2技术是利用CO 2 在临界点附近所具有的特殊溶解能力而实现的关于物质提取分离、纯化、结晶等技术。超临界CO 2 提取提纯技术作为一门化工分离方法，对于用一般传统分离方法难以解决的大分子量、高沸点、热敏性物质的分离更显示出其独特的优点，对于从天然植物中提取有效成份具有广泛的应用前景。植物有效成分是一个可再生的天然资源。植物有效成分的特点是成分复杂，有效成分含量低，有效成分因结构和成分的不同，提取的方法和手段也有所不同。常用的提取溶剂有水和有机溶剂，常用的有机溶剂有甲醇、乙醇和丙酮等。若采用CO 2 提取天然植物有效成分如香料或色素等用作食品原料和添加剂，可保持原有的香气特征或色泽，产品没有机溶剂残留，大大提高产品品质和质量。

用于CO2分离的膜技术在天然气、沼气的净化，三次采油中的CO2回收，密闭空间中的CO2 脱除以及减轻温室效应等领域有广阔的应用性前景。与传统的CO2分离技术相比，膜分离方法具有投资少，能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而且CO2浓度越高，膜法分离越经济，即使CO2浓度低于5%，用膜法的费用也仅为吸收法的64.7%。可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。本研究成果合成了几种对CO2具有促进传递作用的固定载体膜材料，通过载体与CO2的相互作用促进CO2在膜内的传递，因而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有很好的稳定性。本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜，制备了用于CO2分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其CO2/CH4透过分离性能处于世界领先水平。

1. 痛点问题 随着“碳达峰碳中和”国家战略的提出，在化石能源领域的减碳任务迫在眉睫，电动化趋势在显著加快。然而，相比汽油车的电动化，飞机因其对能量和功率密度的苛刻要求，航空煤油在当下和未来都是难以被电储能技术取代。面对航空业在世界尤其是我国的高速发展，绿色航空燃料的低碳制备必将成为未来“碳达峰碳中和”的痛点问题。 2. 解决方案 本项成果开发的绿色航煤合成技术（CO2AF），采用金属纳米晶与表面规整纳米分子筛为催化剂，采用气固多相流动反应器形式，将生物质合成气一步法高选择性制备C8~C12组分，并伴有环烷烃和芳烃，烃基总收率大于80%。本技术与仅能采用CO和H2作为原料的费托合成相比，该技术不仅能采用CO和H2作为原料，还可采用CO2和绿氢为原料，进行定向合成，加氢精制后航煤产品收率达到90%，是绿色航空燃料的低碳制备的可行技术路线。

超临界CO2技术是利用CO2在临界点附近所具有的特殊溶解能力而实现的关于物质提取分离、纯化、结晶等技术。超临界CO2提取提纯技术作为一门化工分离方法，对于用一般传统分离方法难以解决的大分子量、高沸点、热敏性物质的分离更显示出其独特的优点，对于从天然植物中提取有效成份具有广泛的应用前景。 植物有效成分是一个可再生的天然资源。植物有效成分的特点是成分复杂，有效成分含量 低，有效成分因结构和成分的不同，提取的方法和手段也有所不同。常用的提取溶剂有水和有机溶剂，常用的有机溶剂有甲醇、乙醇和丙酮等。若采用CO2提取天然植物有效成分如香料或色素等用作食品原料和添加剂，可保持原有的香气特征或色泽，产品没有机溶剂残留，大大提高产品品质和质量。

1.痛点问题 原油，特别是稠油在管道输运过程中，由于其高粘度，必须采用加热降粘的措施。目前，国内外针对稠油输送的常规加热方式，多为水套炉、电加热技术，存在能源效率利用率低、污染严重等问题。随着双碳目标要求，发展先进高效的低/零碳的供热方案变得尤为必要。 2.解决方案 根据原油管输加热的要求与原油的物性特点，本团队所研发的跨临界二氧化碳热泵技术，通过系统热力学优化、换热器传热性能优化和控制系统优化等一系列措施，开发出的跨临界二氧化碳热泵技术，可在-25℃~40℃的环境范围内，将原油稳定加热至55~85℃，在满足原油加热需求的前提下，可实现零碳/低碳供热，很好的解决了原油输运中存在的高耗能、高污染的问题，同时还具有较好的经济效益，是供热领域替代化石能源的优势方案，将有力推动能源清洁低碳安全高效利用，助力碳中和目标的实现。 跨临界CO2热泵原油加热系统原理图与实验现场如下： 3.合作需求 （1）标准厂房1000平米，工业用电负荷300KVA，办公与实验区500平米; （2）拥有油田业务资源的企业进行合作推广应用。

本发明公开了一种钙载体循环H2?CO?C2H2多联产协同CO2捕集方法，将工业生产的电石渣浆进行超声?除杂?煅烧工艺后，作为钙基吸附剂重新用于煤气化并制制备高浓度氢气，煤气化反应后的固体混合物主要成分为CaCO3与未转化的焦炭，将其在O2气氛下煅烧炉后捕集CO2气体，生成的CaO部分继续用于煤气化制氢，另一部分作为电石原料炼制CaC2，同时得到富CO合成气，将其分别作为1）煤气化原料以提高氢气产量；2）燃烧以提供系统热量；3）经除杂等处理后，储存。生成的电石进一步与水反应得到C2H2气体与电石渣浆，