上海交通大學的研究人員利用粉煤灰顆粒開發了先進的二氧化碳封存反應器。最近的一項研究詳細介紹了這些反應器，它們透過計算流體動力學進行了優化，以提高二氧化碳捕集和礦化的效率。研究引入了兩種創新的反應器設計，每種設計都能改善介面交互作用和運作效率。這項突破為減少工業碳排放和再利用燃煤發電廠的粉煤灰提供了巨大潛力，為溫室氣體排放和廢棄物管理提供了永續的解決方案。

在永續廢棄物管理和二氧化碳封存方面取得了重大進展，研究人員開發了利用粉煤灰顆粒使二氧化碳礦化的反應器​​。這種創新方法有望在重新利用工業副產品的同時，為溫室氣體排放這一關鍵問題提供可持續的持久解決方案。

隨著工業化進程的不斷推進，二氧化碳排放量也隨之激增，而二氧化碳是全球暖化的主要驅動因素。現有的碳捕集、利用和封存（CCUS）技術正努力解決效率和成本問題。粉煤灰作為燃煤的副產品，為二氧化碳礦化提供了一條前景廣闊的途徑，既能變廢為寶，又能減少排放。然而，現有的反應器設計很難在氣體-顆粒相互作用和運作效率之間實現理想的協同效應。這些障礙凸顯了對創新反應器配置和運作微調進行深入研究的必要性。

反應器創新研究

上海交通大學關於粉煤灰礦化反應器的前沿研究成果於2024 年5 月7 日發表在《儲能與節能》雜誌。該研究經過縝密的計算優化，揭示了一種開創性的反應器設計，有望提高二氧化碳捕捉和礦化的效率。

該研究引入了兩種反應器設計，每種設計都經過精心設計，透過粉煤灰實現二氧化碳礦化，並利用計算流體動力學進行最佳化。撞擊式入口設計因其能夠放大界面相互作用、延長顆粒停留時間並顯著提高礦化率而脫穎而出。

圖表摘要。圖片來源：Duoyong Zhang 等人

反之，四邊形旋轉式進氣口可提供流線型氣流，實現全面混合並提高反應效率。對操作參數–煙氣速度、載氣速度和顆粒速度的嚴格研究得出了最佳範圍，預計將反應器的性能推向新的高度，確保高效的二氧化碳礦化和反應後的相分離。

該研究的首席研究員王立偉博士說：”我們的發現標誌著碳捕集與利用技術的重大飛躍。透過改進反應器設計和運行參數，我們實現了二氧化碳礦化效率的大幅飛躍。這項工作不僅對永續廢棄物管理大有裨益，也提出了一項減少工業碳排放的務實策略，與全球氣候行動倡議相一致。

這項研究對燃煤發電廠有著深遠的影響，它為發電廠產生的粉煤灰提供了一種變革性的用途。透過將這種副產品轉化為二氧化碳礦化物，這項研究為減少碳排放和減輕粉煤灰處理對環境造成的負擔鋪平了道路。這項研究的應用範圍非常廣泛，為廢棄物管理和二氧化碳封存提供了一個和諧的解決方案，很有可能重新定義CCUS 技術方法。

編譯自/ scitechdaily