山东大学化学与化工学院朱维群教授传承中华民族的创新精神，在大气污染治理之路上探索新的科技方法，创造性地提出了燃煤烟气污染物干式高效脱除和二氧化碳减排及利用等新思路新技术，形成了一套创新的大气净化产业技术及理论体系。已发表数十篇学术论文，申请国家发明专利十余项，其中获得授权发明专利7项；完成项目鉴定成果3项，受邀在国内有关会议上作学术报告20余次。先后与多家企业合作，完成部分研究项目的工程转化。

追根溯源，为雾霾治理献力

全国大范围内的雾霾治理虽然取得了一定的成效，但在一些地区雾霾还经常发生。朱维群带领科研团队追根溯源，分清轻重缓急，采用经济有效的科技方法进行。目前大部分燃煤烟气所采用的湿法脱硫工艺不仅投资大、运行费用高，脱硫废水难于处理，而且还存在着目前人们忽视的烟气废汽含盐排放问题。脱硫之后加装的湿式电除尘或高效除雾器虽然能够将烟气中的部分固体颗粒除去，但却无法除去PM1.0以下的颗粒及水溶性物质。

按燃烧1吨煤湿法脱硫烟气带出1吨水汽，每年湿法脱硫向大气中排放近40亿吨水汽。这种水汽中含有大量水溶性盐，一种工况条件下的检测分析推断结果表明我国湿法脱硫烟气每年可能排放5600万吨水溶性盐，相当于三种常规污染物的总和，这应该是我国雾霾大面积、高强度发生的一个主要原因。

朱维群所发表的《湿法脱硫治理燃煤污染或是雾霾重要成因》经人民日报社内参上报，获中央政治局常委、国务院副总经理张高丽批示。

许多地方政府环保部门现在也认识到这一问题，正在进行湿法脱硫烟气“脱白”，但“脱白”投资大，效果有限。现有烟气干法脱硫虽然可以解决水汽含盐排放问题，但复杂的工艺和高的运行费用令很多企业望而却步，有些方法还容易造成二次污染。

朱维群不仅指出了雾霾发生的一个主要原因，而且还开发了一种治理雾霾的烟气处理技术——燃煤烟气污染物干式高效脱除技术。该技术具有创新的理论基础，是燃煤烟气脱硫脱硝处理技术的一次革命。

为了克服烟气湿法脱硫技术存在的缺点，朱维群开发了一种燃煤烟气污染物干式高效脱除技术。工业试验证明，使用该技术不仅能够迅速减少污染物排放量，投资成本也大幅度降低。另外，使用的脱硫剂和脱硝剂都是固体粉末也消除了使用氨水或液氨带来的安全隐患。可以说，该技术是投资少、成本低、能耗低、水耗几乎为零的创新技术，为我国降低雾霾提供了一种有效的方法。燃煤烟气污染物干式高效脱除技术的应用效果非常显著，脱硝效率达到85%以上，SO2从4000mg/Nm3脱除至35 mg/Nm3以下，脱硫率高达99.1%以上。这是促进环保事业发展的又一良心技术，具有广阔的市场空间！

创新的二氧化碳封存利用之路

全世界每年向大气中排放CO2 340亿吨以上，其中约20亿吨被海洋吸收，陆地生态系统吸收7亿吨左右；人工利用量不足10亿吨。CO2排放量已经远远超过了大自然自身平衡的能力，降低CO2排放已成为全球面临的重大挑战。

中国2016年CO2排放量约120亿吨，超过欧盟与美国的总和，人均排放量也超过欧盟，中国面临的减排压力巨大，严重制约了我国未来发展空间！

CO2减排与利用既是政治问题，也是经济问题和科技问题。因此绿色发展、低碳经济转型的核心是化石能源的革命。

近年来我国严峻的环境污染事件特别是日益严重的大气雾霾问题也表明末端治理已不能完全解决环境问题，必须从源头控制。

世界绿色能源快速发展受限，现有工业过程节能减排有限，急需开发新的低碳排放工业路线。怎样利用化石能源而不排放二氧化碳，或者将二氧化碳经济有效的减排和利用，这是一个世界难题，它对于应对全球气候变化及世界可持续发展具有重要的意义。

CO2的捕集封存利用（CCS/CCUS）始终是一个难以攻破的问题，尤其是其高成本、高能耗、长期安全性和可靠性不确定等诸多缺点。CCS需要额外消耗能源，增加了一定的CO2排放；虽然二氧化碳驱油是一种较好的CCUS方法，但应用范围和用量有限。

基于二氧化碳减排及封存利用理论，朱维群创造性的提出了在生产过程中不排放CO2，而是直接转化为产品的化石燃料环境友好工业路线：将化石能源在利用中转变为清洁能源的氢能进行利用，同时将所产生的二氧化碳直接做成产品，这是环境友好的能源工业路线；将二氧化碳封存产品继续开发成低内能的三嗪类高分子材料，替代一部分高能耗高排放的工业材料是低碳排放的材料工业路线。

在化石燃料利用过程中可转化为H2、CO2和伴生的N2，将一部分H2与N2反应成NH3，NH3与CO2反应产生CO2含量最高、能耗最少的稳定固体产品三嗪醇，剩余的H2再用于发电。通过这一工艺流程，不仅可以让化石燃料的能量和元素全部得到利用，还能最大限度的降低化石能源利用中的多种污染物对环境的污染。

生产1吨三嗪醇需要消耗1吨的CO2，因此可以说这是封存利用CO2最有效的化学反应，也是氢耗量（能量消耗）最少的固定CO2过程。该课题已申报并获得了山东省重点研发计划《二氧化碳高效封存利用产品的技术开发与工程示范》。

以CO2封存产品为原料合成三嗪类高分子材料可替代一部分高耗能高排放的工业材料。三嗪类高分子材料具有无毒无味、耐腐蚀、耐高温、耐低温等优点，可广泛应用于建筑、车辆、航空航天、机电设备等领域，具有极高的经济效益和社会效益。

近日，国务院印发了国发〔2018〕5号文件，暨《国务院关于印发积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案的通知》，同时也发布了《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》，划定了组织国际大科学计划和大科学工程方案的重点任务，把环境和气候变化、能源和材料列入优先发展领域。该课题的研究方向非常符合党中央、国务院的重大决策部署。

1）环境和气候变化问题

环境和气候变化目前面临的主要问题是脱硫脱硝及二氧化碳减排。我国绿色能源快速发展受限，现有工业过程节能减排有限，急需开发新的低碳排放工业路线。朱维群提出：将化石燃料在一定工艺过程条件下直接将所产生的二氧化碳转化为产品，其工艺过程的能量和剩余的氢做成能源是环境友好的能源路线；将固定二氧化碳产品继续生产三嗪类高分子材料替代一部分高能耗高排放的工业材料是低碳发展的材料工业路线。

湿法脱硫烟气含盐排放是雾霾发生的一个重要成因，应该尽快开展燃煤烟气干式高效脱除技术开发。

2）能源问题

绿色能源快速发展受限，现有工业过程节能减排有限，也就是现有工业过程排放的大量二氧化碳是难于封存利用的，因此，我们提出了利用化石能源而不排放二氧化碳的工业开发路线，新的能源开发路线是将化石燃料在一定工艺过程条件下直接将所产生的二氧化碳转化为产品，工艺过程产生的能量和剩余的氢做成能源是环境友好的能源路线。

3）材料

将化石燃料或二氧化碳封存产品开发生产为低内能的三嗪类高分子材料替代一部分高能耗高排放的工业材料是低碳排放的材料工业路线。以三嗪类高分子材料的生产成本低和低碳排放优势，它可能成为一类广泛应用的材料。三嗪类高分子材料具有无毒无味，耐腐蚀、耐高温、耐低温、阻燃、质轻，有很强的耐用性等综合性能，在全球范围内的建筑装饰、交通车辆、水上船舶、航空航天、机电设备、工业吸音保温等领域中获得广泛使用。

总之，我们的研究课题可以通过能源科技和材料科技的革命达到消除环境污染和应对全球气候变暖的目的。这是我国大气雾霾治理、工业产业结构调整、应对全球气候变化及实现工业生态文明等最可行的一条科学技术途径。