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脱硫石膏改良剂治理盐碱地的专利技术进展

清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李明珠田荣荣李然张菁王淑娟刘嘉徐立珍李彦赵永敢清华大学山西清洁能源研究院华清农业开发有限公司清华大学能源与动力工程系北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心

基于incoPat专利数据库对2003—2022年利用脱硫石膏改良剂治理盐碱地技术领域的520件专利进行计量学统计。结果表明:利用脱硫石膏改良剂治理盐碱地的专利年申请量呈先上升后下降的趋势,高峰时(2016年)年申请量为115件。高校和科研院所... 详细信息

基于incoPat专利数据库对2003—2022年利用脱硫石膏改良剂治理盐碱地技术领域的520件专利进行计量学统计。结果表明:利用脱硫石膏改良剂治理盐碱地的专利年申请量呈先上升后下降的趋势,高峰时(2016年)年申请量为115件。高校和科研院所的专利授权数量高于企业,但高校与企业联合授权的专利数量占总数的15.6%。共有37件专利获得转化且其中有7件发生质押,占授权总数的33.3%,均为高校转让给企业、企业质押融资。70%以上专利的配方都由3种或以上的物料组成,主要成分包括有机物料、无机矿物、微生物菌剂和养分补充剂等。与不施用或施用其他类型改良剂的土壤相比,施用脱硫石膏改良剂的功效主要是降低土壤p H值、碱化度及减少对作物生长有害的盐分离子,提高土壤Ca2+、 SO42-、全量和速效氮磷含量,从而改良了盐碱地。整体而言,脱硫石膏改良剂研发日趋成熟,部分创新成果已经转化为现实生产力,相关专利的价值也日益凸显。

关键词：石膏盐碱土土壤改良剂文献计量学

[Bmim][BF4]/MEA混合水溶液的CO2汽液平衡和解吸能耗分析

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化工学报 2018年第9期69卷 3879-3886页

作者：徐令君王淑娟热科学与动力工程教育部重点实验室北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心清华大学能源与动力工程系北京100084

搭建汽液平衡实验台,对液液分相CO_2吸收剂1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF_4])/乙醇胺(MEA)混合水溶液与CO_2的汽液平衡进行了实验测量与分析,并对该吸收剂解吸能耗进行计算。结果表明,随着温度的升高,相同担载量溶液对应的CO_... 详细信息

搭建汽液平衡实验台,对液液分相CO_2吸收剂1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF_4])/乙醇胺(MEA)混合水溶液与CO_2的汽液平衡进行了实验测量与分析,并对该吸收剂解吸能耗进行计算。结果表明,随着温度的升高,相同担载量溶液对应的CO_2分压升高,[Bmim][BF_4]质量分数的改变对汽液平衡的影响不明显。与传统有机胺溶液30%(质量)MEA相比,该吸收剂在能耗方面主要优势在于解吸过程中显热和潜热的减小。其反应热在担载量大于0.45之后明显减小,潜热的减小主要由于解吸塔内H_2O气相分压和摩尔分数的减小,当[Bmim][BF_4]质量分数大于30%时,显热可以减少30%以上,减少的原因主要为比热容的降低和富液胺浓度的提升。

关键词：二氧化碳捕集汽液平衡解吸能耗离子液体乙醇胺

适宜脱硫石膏施用方式改良河套灌区盐碱土提高向日葵产量

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农业工程学报 2022年第6期38卷 89-95页

作者：李明珠张文超王淑娟李彦赵永敢刘娟李二珍仲生柱清华大学能源与动力工程系北京100084 北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心北京100084 清华大学山西清洁能源研究院太原030032 五原县农牧业技术推广中心巴彦淖尔015100

为了探究脱硫石膏改良盐碱土壤的适宜施用方式,在内蒙古河套灌区进行田间小区试验,设置对照和3种脱硫石膏施用方式(穴施、条施、撒施)。经过一个向日葵生长季后,采集0~100 cm土壤剖面样品,对比分析脱硫石膏施用方式对土壤pH值、电导率... 详细信息

为了探究脱硫石膏改良盐碱土壤的适宜施用方式,在内蒙古河套灌区进行田间小区试验,设置对照和3种脱硫石膏施用方式(穴施、条施、撒施)。经过一个向日葵生长季后,采集0~100 cm土壤剖面样品,对比分析脱硫石膏施用方式对土壤pH值、电导率和水溶性盐基离子剖面分布的影响。结果表明:与对照处理相比,3种脱硫石膏施用方式均可显著降低0~20 cm土层土壤pH值和钠吸附比,明显增加了水溶性盐基离子浓度,进而增加了土壤电导率。在向日葵种植处0~20 cm土层中,条施处理下土壤pH值和钠吸附比较对照处理分别降低了20%和41%,而电导率和水溶性Ca^(2+)浓度分别增加了44%和509%。随着土壤深度的增加,水溶性阳离子浓度呈逐渐降低趋势,但3种脱硫石膏方式在>80~100 cm土层土壤水溶性钙离子的浓度比对照处理增加了47%~105%。此外,3种脱硫石膏施用方式在>20~100 cm土层土壤水溶性钠离子的浓度高于对照处理,导致钠吸附比也有所增加。脱硫石膏条施和穴施处理对向日葵种植处土壤的改良效果明显优于小行距中点处土壤,而撒施处理向日葵种植处和小行距中点处土壤的改良效果无明显差异。3种脱硫石膏施用方式均可显著增加向日葵出苗率和产量,其中条施的增产效果最佳。整体来看,条施脱硫石膏能集中有效成分改良向日葵根系周围土壤,可在河套灌区及同类型地区进行推广应用。

关键词：土壤盐渍化脱硫石膏施用方式盐分离子分布向日葵产量

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液-液相变溶剂捕集CO_2技术研究进展

化工学报 2018年第5期69卷 1809-1818页

作者：许咪咪王淑娟清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心清华大学热能工程系北京100084

化学溶剂吸收法是最有应用潜力的燃烧后二氧化碳脱除技术之一,较高的溶剂再生能耗阻碍了其进一步的工业应用。液-液相变溶剂由于具有降低吸收再生能耗的潜力,成为新型吸收剂的研究热点。综述了液-液相变溶剂的研究现状,从溶剂组成及其... 详细信息

化学溶剂吸收法是最有应用潜力的燃烧后二氧化碳脱除技术之一,较高的溶剂再生能耗阻碍了其进一步的工业应用。液-液相变溶剂由于具有降低吸收再生能耗的潜力,成为新型吸收剂的研究热点。综述了液-液相变溶剂的研究现状,从溶剂组成及其相变机理角度出发,将液-液相变溶剂分为热致相变溶剂、有机胺-低吸收速率胺溶剂、化学-物理溶剂、有机胺-离子液体溶剂四类吸收剂,分别介绍各类溶剂的研究进展,重点阐述其吸收性能及相变机理,并分析比较了各溶剂的优缺点。分析表明液-液相变溶剂节能潜力较大,今后的研究工作应侧重于相变溶剂的设计原则及分层机理的深入探讨。

关键词：二氧化碳捕集吸收溶剂液-液相变

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乾安县盐碱地改良项目的生态效益评估

贵州农业科学 2021年第6期49卷 128-133页

作者：马文鼎赵永敢王淑娟清华大学能源与动力工程系/北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心北京100084

【目的】探明盐碱地改良为农田所带来的生态效益,为政府及相关部门制定相关的环境保护政策提供重要的参考依据。【方法】采用市场价值法、替代工程法和影子价格法,对吉林省乾安县盐碱地改良基地的包括固碳吐氧、涵养水源、保护土壤、净... 详细信息

【目的】探明盐碱地改良为农田所带来的生态效益,为政府及相关部门制定相关的环境保护政策提供重要的参考依据。【方法】采用市场价值法、替代工程法和影子价格法,对吉林省乾安县盐碱地改良基地的包括固碳吐氧、涵养水源、保护土壤、净化大气与阻滞粉尘和营养物质循环等生态效益进行评估与分析。【结果】余字乡103.22 hm^(2)的盐碱地改良成为农田,生态效益年均增量约为400万元,农田年均生态效益增量为4万元/hm^(2);其中,保护土壤和固碳吐氧的服务价值量在总生态效益里占比很高,分别为41%和31%。【结论】吉林省乾安县盐碱地改良所创造的生态效益是经济效益的5倍,保护土壤和固碳吐氧的效应最为明显。

关键词：农田生态系统盐碱地改良生态系统服务生态效益乾安县

[Bmim][BF4]/MEA 混合水溶液吸收CO2的吸收性能与液液分相机理

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化工学报 2018年第12期69卷 5112-5119页

作者：徐令君 QI Yang 王淑娟热科学与动力工程教育部重点实验室北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心清华大学能源与动力工程系北京100084 CSIRO Manufacturing ClaytonVictoria3168Australia

对液液两相CO_2吸收剂1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF_4])/乙醇胺(MEA)混合水溶液吸收性能进行了实验测定,研究了离子液体[Bmim][BF_4]的引入对吸收性能和液液分相的影响,并通过定量碳谱核磁共振法对分相机理和各相中的物质分... 详细信息

对液液两相CO_2吸收剂1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF_4])/乙醇胺(MEA)混合水溶液吸收性能进行了实验测定,研究了离子液体[Bmim][BF_4]的引入对吸收性能和液液分相的影响,并通过定量碳谱核磁共振法对分相机理和各相中的物质分布进行分析。研究结果表明,一定配比的[Bmim][BF_4]/MEA混合水溶液吸收CO_2之后会出现互不相溶的液液两相,这种现象伴随着CO_2产物的富集;导致液液分相的原因是氨基甲酸盐浓度的增大;随着[Bmim][BF_4]质量分数的增大,溶液吸收速率呈现出先增大后减小的趋势;分层后H_2O主要分布在富液相,[Bmim][BF_4]主要分布在贫液相,H_2O的质量分数直接影响分层后富液相的传质性能。

关键词：二氧化碳捕集液液两相吸收剂吸收离子液体乙醇胺

燃煤烟气脱硫石膏改良盐碱地技术研究与工程化应用进展

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燃烧科学与技术 2022年第6期28卷 736-748页

作者：田荣荣张文超李烨徐立珍孙振涛李彦赵呈刚赵永敢王淑娟清华大学能源与动力工程系北京100084 北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心北京100084 清华大学山西清洁能源研究院太原030032 华清农业开发有限公司北京100084 清华大学图书馆北京100084

煤炭在我国一次能源消费结构中的比重较大,其燃烧利用过程中产生的大宗固废的资源化利用是煤电化企业绿色低碳发展亟待解决的难题.利用燃煤烟气脱硫石膏改良盐碱地是工业和农业协同发展的成功典范,该项技术将煤基固废跨界应用到农业行业... 详细信息

煤炭在我国一次能源消费结构中的比重较大,其燃烧利用过程中产生的大宗固废的资源化利用是煤电化企业绿色低碳发展亟待解决的难题.利用燃煤烟气脱硫石膏改良盐碱地是工业和农业协同发展的成功典范,该项技术将煤基固废跨界应用到农业行业,既可实现工业副产物生态利用的目的,又能服务于我国大面积的盐碱地改良,是一项真正的蓝天绿地工程.本文回顾了脱硫石膏改良盐碱地技术20多年的发展历程,分析了该项技术的研究现状,系统阐述了该项技术从基础理论到工程化应用的相关工作进展.为了进一步优化脱硫石膏改良盐碱地技术的工程化应用,结合目前我国对盐碱地改良的迫切需求及脱硫石膏在工程化应用过程中突显的问题,提出了脱硫石膏减量增效的施用方式、合理的灌排措施及土地改良后的长期监管等建议,以期为大面积盐碱地快速长效治理提供理论指导和技术支撑.

关键词：脱硫副产物生态利用盐碱地改良工程化应用

钙基型土壤改良剂对盐碱土壤改良和向日葵产量的影响

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中国土壤与肥料 2022年第11期 68-76页

作者：张菁田荣荣王淑娟李彦王伟妮刘俊梅陈玉琳赵永敢清华大学能源与动力工程系北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心北京100084 清华大学山西清洁能源研究院山西太原030032 鄂尔多斯市农牧业生态与资源保护中心内蒙古鄂尔多斯017000

为了实现内蒙古河套灌区盐碱土壤快速改良和构建淡化和肥沃的耕层,将脱硫石膏分别与腐植酸(改良剂GF)、糠醛渣(改良剂GH)按2∶3的质量比配制两种钙基型土壤改良剂。采用田间小区试验,以不施用改良剂为对照(CK),研究了两种改良剂不同施... 详细信息

为了实现内蒙古河套灌区盐碱土壤快速改良和构建淡化和肥沃的耕层,将脱硫石膏分别与腐植酸(改良剂GF)、糠醛渣(改良剂GH)按2∶3的质量比配制两种钙基型土壤改良剂。采用田间小区试验,以不施用改良剂为对照(CK),研究了两种改良剂不同施用量处理(15、30和45 t/hm^(2))对收获期土壤盐分离子、养分含量和向日葵产量的影响。结果表明:与CK相比,两种改良剂处理显著降低了0~40 cm土层的pH值和0~20 cm土层的钠吸附比,但20~40 cm土层全盐量有所增加,尤其是改良剂施用量为45 t/hm^(2)的处理。两种改良剂处理均可显著提高0~20 cm土层有机质含量,改良剂GF可提高土壤有效磷和铵态氮含量,改良剂GH可提高土壤速效钾含量。向日葵产量也得到显著提高,主要与土壤p H值、有效磷及铵态氮含量显著相关,在同等施用量条件下,改良剂GF消减土壤盐碱障碍,提高土壤养分含量的效果明显优于改良剂GH,进而获得了较高的向日葵产量。综上所述,改良剂GF施用量为15 t/hm^(2)的处理在短期内能够实现土壤盐碱土壤改良、培肥和增产的效果,可在内蒙古河套灌区及同类地区进行推广应用。

关键词：盐碱土壤脱硫石膏腐植酸糠醛渣土壤有机质

改性SCR催化剂对燃煤电厂烟气中汞的催化氧化研究进展

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环境工程技术学报 2018年第5期8卷 539-545页

作者：秦亚迪王淑娟禚玉群清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 北京市盐碱及荒漠化地区生态修复与固碳工程技术研究中心北京100084

针对燃煤电厂烟气中的单质汞(Hg0)氧化技术,综述了改性SCR(选择性催化还原法)催化剂对Hg0催化氧化的研究进展,着重阐述了金属氧化物及氯化物掺杂对改性SCR催化剂催化氧化Hg0性能的影响;探讨了改性物质、掺杂比、烟气组分、温度等对各改... 详细信息

针对燃煤电厂烟气中的单质汞(Hg0)氧化技术,综述了改性SCR(选择性催化还原法)催化剂对Hg0催化氧化的研究进展,着重阐述了金属氧化物及氯化物掺杂对改性SCR催化剂催化氧化Hg0性能的影响;探讨了改性物质、掺杂比、烟气组分、温度等对各改性SCR催化剂催化氧化Hg0性能的影响;从掺杂元素和烟气气氛两方面综合分析了改性SCR催化剂催化氧化Hg0的异相反应机理。结合目前研究中存在的问题,提出改性SCR催化剂今后的研究方向,并对试验手段提出建议。

关键词：燃煤烟气 Hg^0 SCR催化剂改性催化氧化