美国能源部投入400万美元资助空分制氧新概念技术的研发

李杰春

气体分离11月20日消息，美国能源部（DOE）化石能源办公室（Fossil Energy Office）投资400万美元联邦资金，用于四个国家实验室主导的研究和开发项目，以确定通过空气分离生产氧气的新概念和新技术，用于灵活、模块化的气化系统。

这些项目得到了国家实验室研究的支持：2018年6月发布的“用于生产氧气的先进空气分离概念和技术支持”。目标是开发空气分离技术，用于先进的基于化石能源的模块化能源系统，这些系统将在实现具有成本竞争力、接近零排放的煤基发电方面取得进展。开发的空气分离技术最终可应用于煤炭、小型（1-5 MWe）模块化气化发电厂。

美国国家能源技术实验室（NETL）是美国能源部下属的一个多功能实验室，其研究重点反映了美国乃至全球在能源领域的前沿技术和发展方向，其将负责研究和开发项目的管理，具体如下：

“使用新型混合基质膜从空气中进行高级氧气分离”—— 爱达荷国家实验室（Idaho Falls, ID）打算创造一种耐用、高性能的膜材料，利用氧气/氮气显著推进现有技术－选择性聚合物材料，通过包含化学可定制且耐用的纳米颗粒，最大限度地减少或消除其性能损失。

“高选择性和高通量碳分子筛基于中空纤维膜的模块化空分装置，用于生产高纯度氧气”—— 洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos,NM）打算开发和论证一种模块化空气分离装置，使用具有氧气/氮气选择性的新型膜来生产高纯度氧气。该设计将进行优化，以最大限度地减少压缩/真空需求和能量损失，从而实现节能模块化空分装置与模块化1-5MWe气化系统集成。

“用于高效空气分离的磁热氧气液化系统”—— 太平洋西北国家实验室（Richland, WA）的目标是探索磁热技术替代压缩强度高的低温空分装置的可行性。一旦论证了技术的可行性，将进行技术经济分析，以验证经济可行性。

“通过混合导电双相技术实现压力驱动氧气分离”—— 太平洋西北国家实验室（Richland, WA）计划开发一种模块化空分装置，使用一种沉积在多孔支架上的薄混合导电两相复合材料，每天可产生10吨氧气，以最大限度地使氧气通过膜的渗透性最大化。

美国能源部化石能源办公室资助研究和发展项目，以降低先进化石能源技术的风险和成本，进一步促进国家化石资源的可持续利用。