1. 低能高效CO₂捕集技术开发及应用

碳酸钠溶液（Na₂CO₃）溶液作为吸收剂分离CO₂因其溶剂成本低，再生能耗低，对CO₂负载能力较强，无毒、无化学降解、无挥发性等特点受到广泛关注。Na₂CO₃溶液吸收饱和后经高温加热解吸重新生成Na₂CO₃，实现循环使用。但其吸收速率低是其发展限制主要原因，研究发现在Na₂CO₃溶液中加入活化剂可有效改善其CO₂脱除性能，提升脱碳速率。

活化剂对CO₂脱除性能影响

2. 深层煤原位点火及燃烧数值模拟研究

煤炭地下气化（Underground Coal Gasification，UCG）将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热化学作用产生可燃气体，可以有效利用深部难开采煤层，缓解能源紧张问题。UCG点火阶段燃料以及氧化剂注入参数是影响煤层点燃的关键，直接影响后续气化过程的进行。研究燃料点火机制及火焰控制过程，建立耦合外部热源的煤层干燥/热解/气化/燃烧反应模型，实现UCG点火精准控制。

 

地下煤气化温度场模拟

3. 氨/二甲醚预混燃烧排放特性研究

氨（NH₃）是一种极具潜力的无碳燃料，但其燃烧速度慢、NO_x排放量高等缺点限制了其应用，研究发现二甲醚的添加能够显著改善氨的燃烧特性，提升燃烧速度、缩短点火延迟，但该过程中污染物的排放特性仍不清晰。因此团队搭建了氨/二甲醚预混实验台架，开展实验进行了NO_x、CO、未燃氨等污染物的排放特性研究，针对燃烧工况进行优化，为实现氨的清洁高效利用提供指导。

 

氨/二甲醚预混燃烧实验台架简图

4. 流化床氨煤混烧烟气排放特性研究

流化床具有燃料适应性强，床料蓄热、传热性能好，温度一般在850~1050℃之间，有利于控制NO_x的排放等优点。氨（NH₃）具有体积能量密度大、储运成本低，被视为良好的氢载体。研究流化床中氨煤混烧，可以有效减少CO₂的排放，为燃煤电厂流化床锅炉掺氨燃烧提供理论指导，促进燃煤电厂碳减排。

 

氨煤混烧实验台架示意图

5. 转底炉含碳球团干燥性能研究

转底炉工艺是回收处理钢铁厂含铁尘泥的常用技术，可有效还原提取铁、锌等金属元素。含碳球团作为转底炉工艺的处理原料，其干燥行为对球团粉化率、金属化率以及转底炉处理能耗具有重要影响。本课题主要对含碳球团干燥过程中传热传质现象进行研究，运用模拟计算和实验验证相结合的方法，期望对当前含碳球团干燥工序进行指导。

 

球团模型离散示意图

6. 多元再生造纸固废清洁燃料制备及燃烧特性研究

我国造纸产业发达，以废纸制浆为主要原料，造纸行业的发展伴生了大量的再生造纸固废，以废渣和污泥为主，传统的填埋法受限于土地资源短缺被逐渐淘汰，焚烧作为主流垃圾处理方式应用于造纸固废可以实现垃圾资源化利用。本研究基于造纸固废单独燃烧存在的污染以及效率低等问题提出协同处理造纸废渣与污泥，将二者混合制备成型燃料，优化成型参数，解析物料间交互作用，协同控制污染物排放。

 

7. 脱硫废水重金属高效脱除研究

采用零价铁作为高效反应介质，利用其还原特性，对溶解性重金属离子进行还原与吸附。并将经过改性的零价铁颗粒装配到多孔固相负载体表面制备复合型载铁环境材料，通过界面化学控制铁的锈蚀反应，生成具有高活性的铁化合物，有效解决零价铁细小颗粒的团聚沉淀及表面钝化失活问题，极大地提升脱硫废水中重金属污染物的脱除效率，同时降低处理成本。

 

零价铁脱除重金属机理图

8. 燃煤烟气中砷、硒、铅等痕量重金属脱除机制与强化捕集方法研究

燃煤烟气中砷、硒、铅等重金属毒性大、浓度低，超低排放技术路线目前难以实现高效稳定脱除，控制需求极为迫切。本课题组对复杂燃煤烟气条件下痕量重金属的迁移特性与脱除机制开展研究，重点关注湿法烟气脱硫塔及副产物内重金属污染物的传质、相变、氧化、吸附等多种耦合脱除机理，明确影响重金属转化行为与脱除效果的关键因素，以此为基础，开发了塔内结构件优化、浆液改性原位固化等多途径强化方法，有效降低烟气重金属排放，提高副产物中重金属稳定性，部分技术已完成中试及实际燃煤机组验证。

 

9. 低温等离子体改性脱汞吸附剂研究

汞是有毒的重金属元素之一，具有高挥发性，燃烧过程中煤中的汞几乎全部释放出来。吸附剂喷射技术被认为是脱除烟气中汞的有效手段。优良的吸附剂应具有高脱汞效率、高活性物质利用率及高产物稳定性等特点。课题组提出利用低温等离子体处理产生高活性脱汞物质，负载在吸附剂载体表面提高其脱汞性能。

 

10. 退役光伏层压件热法回收—有机组分深度热解

我国光伏组件首批退役潮预计将于 2030 年来临，退役量预计达 150 万吨。光伏组件高效回收利用与无害化处理被视为整个光伏产业链的“最后一公里”，其高效回收利用与无害化处理具有巨大的循环经济效益。层压件的高效解离与有价组分的深度再生，是解决退役光伏组件高价值回收的核心难题。针对层压件中有机组分EVA/背板低温热解不净、高温热解玻璃破碎问题，探究了EVA/背板材料热解特性，初步确定了深度热解方案。

11.有机固废低温热解焦与煤耦合燃烧特性及污染物控制

在国家政策支持下，借助现役燃煤电站锅炉及其污染物排放控制设备耦合有机固废发电，是满足有机固废处置需求的一种有效途径和发展趋势。原生有机固废的非均质性及可磨性差异大，导致其直接入炉掺烧存在困难。将有机固废低温热解后再入炉燃烧是合理可行的解决方案。研究典型有机固废低温热解掺烧最佳工况，探究掺烧工况下现有污染物脱除设备性能最优化的路径。