Carbon cycle in advanced coal chemical engineering

Abstract

This review summarizes how the carbon cycle occurs and how to reduce CO2 emissions in highly efficient carbon utilization from the most abundant carbon source, coal. Nowadays, more and more attention has been paid to CO2 emissions and its myriad of sources. Much research has been undertaken on fossil energy and renewable energy and current existing problems, challenges and opportunities in controlling and reducing CO2 emission with technologies of CO2 capture, utilization, and storage. The coal chemical industry is a crucial area in the (CO2 value chain) Carbon Cycle. The realization of clean and effective conversion of coal resources, improving the utilization and efficiency of resources, whilst reducing CO2 emissions is a key area for further development and investigation by the coal chemical industry. Under a weak carbon mitigation policy, the value and price of products from coal conversion are suggested in the carbon cycle.

Von Sonnenlicht zu Brennstoffen: aktuelle Fortschritte der C1‐Solarchemie

“…Zudem wird bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung CO 2 in die Atmosphäre freigesetzt, wobei die CO 2 -Emissionen aus der chemischen Industrie und aus Tr ansportkraftstoffen Hauptbeiträge zu den gesamten anthropogenen Emissionen und damit eine direkte Ursache der Erderwärmung darstellen. [7,8] Die C 1 -Chemie kann auch zur Herstellung von hochreinem Wasserstoff oder hochwertigen Spezialchemikalien aus Synthesegas oder Methanol eingesetzt werden. [5,6] "C 1 -Chemie" bezeichnet die Umwandlung kleiner Moleküle mit nur einem Kohlenstoffatom, einschließlich Verbindungen wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO 2 ), Methan (CH 4 )u nd Methanol (CH 3 OH), zu wichtigen Produkten mit hoher Nachfrage.…”

“…Katalysatoren auf Cu-Basis,wie Cu/ZnO,Cu-Zn/Al 2 O 3 und Cu/SiO 2 ,d ie häufig bei der WGS-Reaktion verwendet werden, sind wegen der Reversibilitätder Reaktion auch bei der RWGS-Reaktion aktiv. [8,47] Gegenüber der CO 2 -Methanisierung ist die katalytische CO 2 -Hydrierung zu langkettigen Kohlenwasserstoffen viel attraktiver, wenn auch technisch schwieriger. [46] Fürd iese CO 2 -Methanisierungsreaktion wurden mehrere katalytische Systeme auf der Basis oxidfixierter VIII-B-Metalle (z.…”

“…[5,6] "C 1 -Chemie" bezeichnet die Umwandlung kleiner Moleküle mit nur einem Kohlenstoffatom, einschließlich Verbindungen wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO 2 ), Methan (CH 4 )u nd Methanol (CH 3 OH), zu wichtigen Produkten mit hoher Nachfrage. [7,8] Die C 1 -Chemie kann auch zur Herstellung von hochreinem Wasserstoff oder hochwertigen Spezialchemikalien aus Synthesegas oder Methanol eingesetzt werden. [9] Gewçhnlich stammen die C 1 -Baueinheiten aus Kohle,E rdgas,B iomasse oder organischen Abfällen.…”

A polygeneration from a dual-gas partial catalytic oxidation coupling with an oxygen-permeable membrane reactor

“…It can mitigate carbon formation, while heat can be generated in situ by incorporating oxygen in the reaction, which can be used to increase the energy efficiency. In addition, oxygen also eliminates carbon formation on the reforming catalyst [23,24]. This technology has been successfully applied in a Yufutsu GTL (gas-to-liquid) pilot plant, which has been operating at a capacity of 7 barrels per day in Hokkaido (Japan; JOGMEC GTL process) [25].…”

“…In order to solve the carbon deposition problem in CH 4 /CO 2 dry reforming, another approach, CH 4 oxidation reforming (also called tri-reforming), is useful for the conversion and utilization of COG and CO 2 -rich gas for syngas production [23]. It is a synergetic combination of endothermic CO 2 reforming (CH 4 + CO 2 = 2CO + 2H 2 ), steam reforming (CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2 ), and the exothermic partial oxidation of CH 4 (CH 4 + 1/2O 2 = CO + 2H 2 ) in a single reactor for producing syngas at the desired H 2 /CO ratio.…”