方向三 高效分离技术与过程集成

石油化工、煤化工、冶金化工等过程工业中主要存在资源利用率低、能耗高、污染物排放大等问题，这些问题与分离过程中的高能耗、低效率及工艺过程集成度低密切相关。开发以新材料为基础的新型分离技术，实现分离过程的低能耗高效率分离，实现外源性减排。开发无水氟化铝绿色生产新工艺；集成绿氢与富碳资源联供、脱硫过程能量梯级利用的工艺，实现资源能源高效利用和内源性减排。

2.4.1研究内容

（1）功能膜材料制备及膜法污水处理技术开发

通过对膜材料的功能－结构－制备关系的理论研究，揭示宏观使用性能与材料微结构的定量关系以及材料的微结构形成机理与控制规律，从而建立面向应用过程的膜材料设计与制备的理论框架；开发具有抗污染、高渗透选择性、良好过滤性能的新型高性能分离膜材料；研究污水中污染物成分对膜和膜污染过程的影响及机理、膜的有机和生物污染模型的建立、性能优越的新型分离膜材料的设计与开发、新型膜组件的开发、膜组件清洗技术开发等，推动在化工、冶金等行业实现规模应用。

（2）无水氟化铝绿色生产新工艺成套技术开发

针对目前干法氟化铝生产过程中存在的原料利用率低、产品杂质含量高、尾气有用组分未有效利用以及能耗高等问题，开发具有自主知识产权的无水氟化铝绿色生产新工艺。通过混合强化技术优化和双层膨胀流化床反应新设备的开发，有效提高原料利用率和降低产品杂质；有效回收利用尾气中的有用组分，降低环境污染；梯级利用反应热和尾气余热，降低系统公用工程能耗，实现无水氟化铝绿色生产。

（3）零碳排放煤基化学品过程集成

针对煤炭在化工利用过程富碳少氢的特点，利用西部地区丰富的风、光、水电等可再生资源，通过低碳能源制氢耦合先进煤气化直接合成化学品，实现了煤化工过程的碳氢平衡，取消传统煤化工直接碳排放源头—水煤气变换工艺，大幅提高煤炭利用过程的能效和碳效，并使碳排放显著下降，从源头上实现碳减排。

（4）低能耗烟气脱硫过程集成

针对烟气中二氧化硫的高效捕集及利用，构建以二元胺为主要成分的吸收液吸收和解吸系统，利用能量和质量集成方法进行流程重构，降低再生能耗，提供一种高效低能耗二氧化硫捕集方案，实现吸收液的重复利用，脱硫效率可高达99.5％以上，副产高纯度二氧化硫气体，可用于制备液体二氧化硫或其它硫化工产品，揭示关键因素对物质转化与能量利用效率的影响规律。