德国二氧化碳资源化利用研发取得重要成果

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CO2 高值化利用新途径:铁基催化剂CO2加氢制烯烃研究进展

CO2 高值化利用新途径:铁基催化剂CO2加氢制烯烃研究进展

化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2021年第40卷第2期CO 2高值化利用新途径:铁基催化剂CO 2加氢制烯烃研究进展张超1,张玉龙1,朱明辉1,孟博2,涂维峰2,韩一帆1,2(1化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海200237;2先进功能材料制造教育部工程中心,郑州大学,河南郑州450001)摘要:大气中CO 2浓度逐年升高,而其高值化利用是实现减排的重要途径之一。

低碳烯烃是重要的化工原料,CO 2作为碳源加氢制取烯烃(CTO )是缓解化石能源的消耗及温室效应的有效方法之一。

铁基催化剂因其优异的催化反应性能,被视为该反应最具应用前景的催化剂之一;但铁基催化剂烯烃选择性仍有待进一步提高。

本文综述了铁基催化剂CTO 反应研究进展,包括反应热力学分析、理论模型、催化剂设计与开发(助剂和载体对催化剂结构及性能的影响)、反应机理、构-效关系、失活机理等;提出未来催化研究方向,即借助Operando 技术聚焦反应过程中催化剂活性相的动态结构变化规律,探究外界因素引起的催化材料表界面的作用机制,为工业催化剂的理性设计提供思路。

关键词:二氧化碳;加氢;催化剂;选择性;失活;稳定性中图分类号:TQ032.4文献标志码:A文章编号:1000-6613(2021)02-0577-17New pathway for CO 2high-valued utilization:Fe-based catalysts forCO 2hydrogenation to low olefinsZHANG Chao 1,ZHANG Yulong 1,ZHU Minghui 1,MENG Bo 2,TU Weifeng 2,HAN Yifan 1,2(1State Key Laboratory of Chemical Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China;2Engineering Research Center of Advanced Functional Material Manufacturing of Ministry of Education,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou 450001,Henan,China)Abstract:The concentration of CO 2in the atmosphere is increasing year by year,and high value utilization of CO 2is an important path to reduce the carbon emissions.Low-carbon olefins are important chemical raw materials,and CO 2as a carbon source hydrogenation to olefins (CTO)is one of the most promising CO 2utilization technologies that can potentially mitigate the global greenhouse gas emission and reduce the dependence of chemical production on fossil fuels.The Fe-based catalysts are recognized as a promising candidate in CTO due to their low cost and excellent performance.However,the selectivity to lower olefins and the activity of the Fe-based catalysts currently haven ’t met the industrial requirements,and the mechanism of CTO reaction remains unclear.This article reviews the research progress of the iron-based catalysts for CTO reaction,including the reaction thermodynamic analysis,theoretical model,catalyst design and development (the influence of additives and supports on thestructure and performance of catalysts),reaction mechanism,structure-activity relationship,and特约评述DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.32020-1403收稿日期:2020-07-20;修改稿日期:2020-10-28。

CO2资源化利用技术研究进展

CO2资源化利用技术研究进展

炼油与化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第32卷CO2资源化利用技术研究进展郭忠森1,赵业卓2(1.盘锦浩业化工有限公司,辽宁盘锦124124;2.吉林化工学院材料科学与工程研究中心,吉林吉林132022)摘要:介绍了油田驱油、制备能源燃料、制备化学品等CO2资源化再利用技术研究现状。

其中CO2驱油技术已广泛应用于国内外各大油田以提高原油采出率;以太阳能、等离子体等为动力的CO2制备能源燃料技术具有广阔市场前景;以生物质为目的产物的CO2资源化技术具有保障食品安全的意义;以化肥、可降解塑料等为目的产物的CO2资源化技术仍需进一步改良以降低生产能耗。

通过CO2资源化再利用,能够弥补碳捕集技术所需的高昂成本,降低电力、石化、钢铁等传统工业企业碳减排压力。

关键词:CO2;资源化;工业企业;碳减排中图分类号:TQ127.1+2文献标识码:B文章编号:1671-4962(2021)06-0006-03Research progress of CO2resource utilization technologyGuo Zhongsen1,Zhao Yezhuo2(1.Panjin Haoye Chemical Co.,Ltd.,Panjin124124,China;2.School of Materials Science and Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin132022,China)Abstract:This paper introduced the research status of CO2resource reuse technologies such as oilfield displacement of reservoir oil,energy and fuel preparation and chemicals preparation,among of which,CO2displacement of reservoir oil technology had been widely used in major oilfields in domestic and abroad to improve oil recovery rate;The preparation technology of energy and fuel with CO2powered by solar energy and plasma had broad market prospect;The technology of CO2resource recovery based on biomass had the significance of ensuring food safety;The technology of CO2resource recovery based on chemical fertilizer and degradable plastics needed further improvement to reduce production energy consumption.The reuse of CO2can make up the high cost of carbon capture technology and reduced the pressure of carbon emission reduction of traditional industrial enterprises such as power,petrochemical and steel.Keywords:CO2;recycling;industrial enterprise;carbon emission reduction2019年中国能源碳排放量占世界总量比重高达28.8%(98×108t),而工业部门碳排放量占全国碳排放总量的70%以上[1,2]。

二氧化碳捕集与利用技术的发展现状及前景分析

二氧化碳捕集与利用技术的发展现状及前景分析

二氧化碳捕集与利用技术的发展现状及前景分析近年来,随着全球气候变化愈发严峻,减缓温室气体的排放和积累成为了重中之重的任务。

而二氧化碳是主要的温室气体之一,其排放量越来越高,给环境带来了不可预测的影响。

为了解决这个问题,二氧化碳捕集与利用技术正在不断发展,已经取得了一定的成果。

本文将就二氧化碳捕集与利用技术的发展现状进行分析,并展望它的未来前景。

一、二氧化碳捕集技术二氧化碳捕集技术是指通过物理、化学或生物方法,将二氧化碳从气态、液态或固态的混合气体中分离出来。

它是二氧化碳利用技术的第一步,直接影响着后续二氧化碳利用的效果。

目前,最为成熟的二氧化碳捕集技术是化学吸收法。

化学吸收法是指将含二氧化碳气体与一种或多种溶液接触,利用其化学反应性质使二氧化碳吸收滞留在溶液中。

目前,化学吸收法主要有两种溶液:胺类溶液和碱性盐溶液。

其中,胺类溶液常用的有醇胺溶液、甲醇胺溶液等。

碱性盐溶液常用的有氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液等。

除了化学吸收法,目前广泛使用的其他二氧化碳捕集技术还包括物理吸附法、膜分离法、氧化-还原法等。

他们都各有优缺点,正在不断完善中。

值得一提的是,这些技术目前仍存在一定的技术门槛,价格不便宜,应用范围有限。

但是,今后这些技术的成本必然会逐渐下降,应用范围也会逐渐扩大。

这将使二氧化碳捕集技术的普及和应用成为可能。

二、二氧化碳利用技术二氧化碳捕集的目的是为了将其转化为有用的产品或用于提供能源。

二氧化碳利用技术就是将捕集到的二氧化碳转化为有价值的产品或能源。

目前,二氧化碳利用技术主要有以下几种:1. 二氧化碳转化为化学品将二氧化碳转化为化学品是一个非常有前途的方向,可以有效地减少化石能源的使用,代替传统的石化产品。

其中,将二氧化碳转化为甲酸、甲醇、氢气等,已经越来越受到人们的关注和研究。

2. 二氧化碳转化为燃料将二氧化碳转化为燃料属于高能量密度的环保能源,是未来的研究重点。

当前,利用光催化或电催化技术,可以将二氧化碳转化为石油、煤、天然气等化石燃料类型的氧化物和氢气。

德国可再生能源利用情况调研报告

德国可再生能源利用情况调研报告

德国可再生能源利用情况调研报告德国作为欧洲的能源大国,对能源的开发和利用一直处于世界领先地位。

近年来,随着环保意识的不断提高和能源转型的需求,德国在可再生能源领域取得了显著的进展。

本报告将对德国可再生能源的利用情况进行深入调研,以期为其他国家提供借鉴和参考。

一、德国可再生能源的发展现状德国拥有丰富的可再生能源资源,其中包括太阳能、风能、水能、地热能等。

德国政府制定了明确的能源转型目标,计划到2050年实现100%的可再生能源供应。

在这一目标的驱动下,德国在可再生能源领域进行了大规模的投资和建设。

目前,德国的可再生能源发电装机容量已经超过了传统能源,其中太阳能和风能是主要的增长点。

德国的太阳能发电装机容量位居全球前列,而风能发电技术也处于领先水平。

此外,德国在水能、地热能等领域的开发利用也取得了积极进展。

二、德国可再生能源的利用方式1. 太阳能利用德国是全球最大的太阳能发电市场之一,其太阳能发电装机容量居全球首位。

德国在太阳能利用方面采取了多种形式,包括光伏发电、光热发电等。

光伏发电是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,而光热发电则是通过聚集太阳光加热介质,再利用热能进行发电。

德国政府为了鼓励太阳能发电的发展,实施了一系列的补贴政策和电价补贴机制。

此外,德国还加强了太阳能技术的研发和创新,以提高太阳能利用率和降低成本。

2. 风能利用德国在风能利用方面也取得了显著进展。

德国的风能发电技术处于世界领先水平,其风电设备制造企业也在国际市场上占据重要地位。

德国在风能利用方面采取了集中式和分布式相结合的方式,既建设大规模的风电场,也鼓励居民和企业安装小型风电机组。

为了促进风能发电的发展,德国政府制定了一系列的政策措施,包括设定可再生能源发电的配额、实施风电并网标准等。

此外,德国还通过加强风电技术创新和人才培养,为风电产业的可持续发展提供有力支持。

3. 水能利用德国在水能利用方面具有悠久的历史和丰富的经验。

德国的水能资源主要包括河流、湖泊和潮汐等。

国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析

国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析

国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析目录一、内容概述 (2)1.1 背景与意义 (3)1.2 国际动态与趋势 (4)二、国际碳捕集、利用与封存发展战略 (5)2.1 全球碳减排目标与合作机制 (7)2.2 各国政府与企业战略布局 (8)2.2.1 政策支持与激励措施 (10)2.2.2 技术研发与应用推广 (11)2.3 碳市场建设与发展 (12)2.3.1 国际碳市场规则与影响 (13)2.3.2 国家间碳市场链接与协同 (15)三、国际CCUS技术态势分析 (16)3.1 碳捕集技术 (17)3.1.1 提高捕集效率与降低成本的途径 (18)3.1.2 新型捕集技术的研发与应用 (19)3.2 碳利用技术 (21)3.2.1 能源化利用技术 (23)3.2.2 生物能源与其他新型利用途径 (24)3.3 碳封存技术 (25)3.3.1 地质封存与管理技术 (27)3.3.2 海洋封存技术与应用前景 (28)四、挑战与机遇 (29)4.1 技术挑战与突破方向 (31)4.2 政策与市场机遇 (33)五、结论与建议 (34)5.1 总结与展望 (35)5.2 对策与建议 (37)一、内容概述本文档旨在全面分析国际碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage,简称CCUS)的发展战略与科技态势。

随着全球气候变化问题日益严峻,减少温室气体排放已成为国际社会共同关注的焦点。

碳捕集技术作为减缓气候变化的重要手段之一,其重要性日益凸显。

本概述将简要介绍国际范围内碳捕集技术的发展背景、主要战略方向以及科技趋势。

介绍全球气候变化的背景和减少温室气体排放的国际压力,阐述碳捕集技术的重要性和紧迫性。

概述当前国际碳捕集技术的主要应用领域以及应用前景,分析国际碳捕集技术的几个主要战略发展方向,包括技术创新、政策支持、市场应用等方面。

重点分析国际碳捕集、利用与封存科技态势。

二氧化碳的利用研究进展

二氧化碳的利用研究进展

二氧化碳的利用研究进展目前,全球暖化和气候变化已成为全球关注的焦点问题。

二氧化碳被认为是导致全球暖化的主要原因之一,因此减少二氧化碳的排放已经成为全球合作的重要目标。

然而,仅仅减少排放是不够的,还需要通过利用二氧化碳来降低其浓度,以达到全球气候的稳定目标。

因此,二氧化碳的利用研究备受关注,并取得了一些重要的进展。

一种常见的二氧化碳利用方式是将其转化为有用的化学品。

例如,二氧化碳可以与氢气反应,生成甲酸、甲醇等碳氢化合物,这些化合物可以用作燃料或化工原料。

另外,二氧化碳也可以与氨反应,生成尿素,这是一种重要的化学品,广泛应用于农业和化工工业。

此外,还有研究表明,二氧化碳可以用作合成石墨烯、纳米碳管等碳材料的原料,这些材料具有广泛的应用前景。

除了化学转化,二氧化碳还可以被利用于碳捕获和储存技术。

碳捕获是指将二氧化碳分离出来,防止其进入大气中;碳储存则是指将分离出来的二氧化碳安全地储存起来,防止其再次排放到大气中。

目前,已经有一些碳捕获和储存项目在运行,如美国的“长途管道-储存”项目和挪威的“宋德菲尼德斯峡湾”项目。

此外,也有研究提出利用二氧化碳进行岩石矿物碳化的方法,将二氧化碳永久地储存在地球中。

除了上述方式,还有一些创新的二氧化碳利用技术正在研究和开发中。

例如,一种被称为“人工光合作用”的技术,可以利用太阳能和催化剂将二氧化碳和水转化成为燃料,如氢气和甲醇。

此外,还有研究发现,一些微生物可以利用二氧化碳进行生长和代谢,产生有用的化合物。

这些微生物可以通过基因改造来提高其二氧化碳利用效率,从而成为一种有潜力的二氧化碳利用技术。

尽管二氧化碳的利用研究已经取得了一些进展,但仍然存在一些挑战和难题。

首先,二氧化碳的转化过程需要高能耗和高成本,因此如何提高转化效率和降低成本是一个亟待解决的问题。

其次,二氧化碳的氧化还原性非常低,因此需要寻找高效的催化剂来促进其转化。

最后,二氧化碳利用技术的规模化应用还面临一些技术和经济上的挑战,包括储存和运输二氧化碳的问题。

二氧化碳的可持续利用与资源化

二氧化碳的可持续利用与资源化

二氧化碳的可持续利用与资源化第一章引言二氧化碳是目前全球最主要的温室气体之一,其排放量在不断增加,成为全球气候变化的主要原因之一。

然而,二氧化碳也是一种重要的资源,能够被可持续地利用和资源化。

本文将探讨二氧化碳的可持续利用和资源化,从以下几个方面来进行阐述。

第二章二氧化碳的来源和排放二氧化碳作为温室气体,其排放主要来源于能源生产、工业生产和交通运输等领域。

据统计,世界总二氧化碳排放量已达40多亿吨,且年均增幅约为3%。

其中中国已成为最大的二氧化碳排放国家之一。

第三章二氧化碳的可持续利用二氧化碳可持续利用是指将废弃的二氧化碳资源化成为一种新的物质,从而实现环境保护和经济发展的双重效益。

常见的二氧化碳可持续利用方式有以下几种:1、碳捕集和储存技术碳捕集和储存技术是一种将二氧化碳从工业生产过程中捕集,并储存于地下等地方的技术。

这一技术在降低工业排放的同时还可以带来可再生能源的产生。

2、化学利用技术化学利用技术是利用二氧化碳进行化学反应,生产出化工产品的一种方法。

如利用二氧化碳生成甲酸和甲醇等高附加值产品,可提高资源的可持续性和利用效率。

3、生物技术生物技术是指利用微生物或植物等生物体利用二氧化碳,将其转化为有用的化学品或燃料。

例如,利用蓝藻等微生物实现太阳能二氧化碳还原。

第四章二氧化碳的资源化二氧化碳的资源化是将其转化成为一种可利用的资源,包括工业原料、燃料等。

常见的二氧化碳资源化方式有以下几种:1、二氧化碳化学加氢二氧化碳化学加氢技术是将二氧化碳和氢进行反应,生产气体、液体或固体燃料。

如生产甲烷、丙烯等燃料。

2、光合作用光合作用是利用太阳能,将二氧化碳和水光合成有机物的一种过程。

这一技术可以通过植被种植来实现,例如生物质能的生产。

3、化学吸附分离化学吸附分离技术是将工业废气中的二氧化碳进行吸附或分离,从而生产出二氧化碳纯度较高的产品,作为工业原料的使用。

第五章二氧化碳的持续利用和资源化的前景实现二氧化碳的持续利用和资源化,既可以实现环境保护,又可以提高资源的利用效率,并为经济发展带来新的机遇和挑战。

二氧化碳利用技术现状及未来发展趋势

二氧化碳利用技术现状及未来发展趋势

二氧化碳利用技术现状及未来发展趋势二氧化碳利用技术是指将二氧化碳转化为有用产品或储存起来,以减缓其对全球气候变化的影响。

目前,二氧化碳利用技术已经取得了许多重要的进展,但仍面临一些挑战。

本文将对二氧化碳利用技术的现状和未来发展趋势进行探讨。

首先,现有的二氧化碳利用技术主要包括碳捕集、碳储存和碳转化。

碳捕集是指将二氧化碳从源排放气体中捕集出来,在能源和工业领域广泛应用。

碳储存则是将捕集的二氧化碳储存起来,以防止其进入大气中。

碳转化是将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料,以降低碳排放和提高资源利用。

目前,碳捕集技术已经商业化,并在一些发电厂和能源设施中得以应用。

例如,化石燃料电厂和钢铁厂可以使用被称为“后燃烧”技术的碳捕集技术,将从烟囱中排放的二氧化碳捕集出来。

此外,也有一些新兴的碳捕集技术,如化学吸收技术和膜分离技术,正在不断发展并被应用于其他行业。

至于碳储存技术,目前主要有地下储存和海洋储存两种方式。

地下储存是将二氧化碳注入地下岩层中,以永久地储存起来。

目前,地下储存已经在一些地方得到了应用,如挪威的斯诺维特气田。

海洋储存则是将二氧化碳注入海洋深处或通过化学反应将其转化为无害物质,但目前海洋储存技术还存在着一些环境和生态风险,需要更多的研究和评估。

在碳转化技术方面,有很多研究致力于将二氧化碳转化为有用的化学品和燃料。

例如,使用光合作用将二氧化碳和水转化为燃料,如氢气和甲醇。

此外,也有一些研究致力于将二氧化碳转化为高分子化合物,如聚合物和纤维素。

这些研究为实现二氧化碳的循环利用提供了重要的理论和实践基础。

未来,随着全球对气候变化的关注不断增加,二氧化碳利用技术将得到进一步的发展和应用。

首先,需要加大对二氧化碳捕集和储存技术的研究,以提高其效率和降低成本。

其次,需要加强对碳转化技术的研发,以找到更多的途径将二氧化碳转化为有价值的产品。

此外,还需要制定相关政策和法规,鼓励企业和机构投资于二氧化碳利用技术,并建立全球合作机制,推动技术的推广和应用。

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进行 水 的电解 ,产 尘氢气 ,再 用所 获得 的氢气 与 一 氧 化碳 作用使 其转 化成 甲烷 ,而 甲烷 是天 然气 的主要成 分 ,可 接 输入天 然气 管道 作 为燃料 ,也 可 以 接作 为化学 T业 的重要 原料 。 该项 技 术简称 为 “ 电能. 天然
气” 技术 , 可 实现 可再 生能源 的储 存 ,又可 实现 _氧化碳 的资源 化利 用 。 2 0 1 2 , F 1 1 月 ,德 国 巴登一 符腾 堡
中欧化学 品管理专家共议纺 织业 “ 有 害化学 品替代”
2 0 1 3  ̄ F 3 月2 5 U, 山绿色 和平 与 国际化 学 品秘 书处共 同主 办的 “ 风 险防范 , 源 头 替代—— 中欧企业 “ 有
害化 学 品替 代 ”研 讨会 ”在杭 州 召丌 , 来 自中国的政策 制定 者和 欧洲 I  ̄NG O代 表 以及数 个纺织 品牌 的代 表 前 来就 “ 有 害化学 品安全 臀代 ”这 一议 题进 行分享 。超过2 0 0 名 来 自服装 品牌 公 刊 ,行业 会 ,咨 询公刊 , 检 测服 务机 构 ,学术 研究 机构 以及杭 州 本地 的纺织业 供应 商代表 亦参 与此 沦坛 。 此 次会 议 以 S U B S P O R T项 I 三 I 的 内容 为基础 , 旨在引 导企业 实施 其供应 链 上 n 勺 有害 化学 品安 全臀代 , 并为化 学品管理 n 勺 符 利益 相关 方提 供信 息与技 术 的交流平 台 ,以寻 找史 多 的交 流 与合作机 会 自身含 能很 少 ,冈此 必须 发 出高性能 的催化剂 才 能实现 — . 氧 化碳 的转 化 ,并且需
要 大 最的能 供 给 。冈此 , _ I 氧化碳 的资源化 利用 必须与 可再生 能源 n 勺 利用 紧密 结合 , ‘ 能实现环 境友好
且可 持续发 展 的 目标 。德 国在 利用 可再 生 能源 转化 _氧 化碳技术 上 己取得 重大进 展 , 利用 人 阳能雨 l J x l  ̄ r j a
州人 阳能与 风能研 究 中心 、弗 朗霍 大风 能与能源 系统 研究 所、 S o l a r F u e l 公刊合 作 ,建 成 上规模 最大 n 勺
达到 I J产3 0 0 立方 米 甲烷 气 示范 装置 ,标 志该项 技术 已处于进 入T 业化 生产 的最后 试验 阶段 。 德 国巴斯大 公刊牵 头 n 勺 研 究项 目“ _氧化碳 作 为高聚物 原料” 也 取得 突破 ,成 功丌 发 出高效 、低 毒 、= 贵金 属 的催 化剂 ,实现 将 _氧 化 碳转 化 为具有广 泛麻用 的碳酸 脂类 高分 了材料 。 拜尔 公刊牵 头的科 研项 “ 梦幻 生产 ” ,研 制 出一种 催化装 置 ,可 将 火力发 电J ‘ 烟道 气 巾n 勺 _氧化碳 作 为生产 聚胺 脂材料 的主 要原料 ,所 形成 的聚 胺脂 材料含 ¨ _ 氧化碳 比例超过 1 0 %,可 作为泡 沫材 料和轻 建 筑 材 料 ,是 一种实现 _氧 化碳 气体 同化 的新 的技术 路线 。该项技 术大规 模应 用 的条件基 小成 熟 , 目前 E 在 规 划建 设T业 规模 的示 范装 置 。
毒 有害物 质污 染这一 全球 性 的环境 问题 。

2 O一
硫铵煤气预热器改造
2 0 1 3年第 l 期
b l o we r , a c h i e v e l o n g d i s t a n c e t r a n s p o r t a t i o n o f g a s a n d s t o p r u n n i n g a g a s c o mp r e s s i o n e q u i p me n t .
碳 资源化利 用关键 技术 及其 工业 化生 产 n 勺 道 路上 取得 重要进 展 。
碳元 素是化 学T 业 的重要 原料 ,大 化 一 r 产 品的主 要成分 是碳元 素 ,用 _氧 化碳 替代石 油和天 然气作 为 未来 的“ 碳源 ” ,具 有重 要意义 。但 _氧化 碳是处 于燃烧 过程链 条 中最后 一个 环节 ,其 化学 性质非 常稳定 ,
Ke ywo r ds . pr e h e a t e r :r e s i s t a nc e; g a s c o m pr e s s i on e qu i p me n t
德 国二 氧化碳 资 源化利 用研 发 取得 重 要 成果
白2 0 0 9 年 丌始 ,德 国联邦 教研 部 丌始 实施 — 氧 化碳 资源化利 用专 项科 研 计划 ,已实施 了3 0 多个 综合性 的产 学研 合作 科研项 目,政府 科研 经 费投 入约 1 亿欧 元 ,参 与 计划 的企业 投入 5 0 0 0 万 欧元 。主要 研究 从废 中分离 _氧化碳 气 体并加 以资源化 利用 的关键 技术和 T 艺过程 。 目前 已取得 阶段 性成果 ,在实现 _氧 化
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