牛欣
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沈来宏
,
蒋守席
,
顾海明
工程热物理学报
基于污泥处置技术的减容化、无害化、稳定化和资源化的目的,本文首次采用化学链燃烧技术来处置污泥,实验基于赤铁矿载氧体在1 kWth串行流化床上开展.研究了燃料反应器温度对污泥燃烧特性的影响,并对比了淮北无烟煤和污泥化学链燃烧特性的差异,以及考察了赤铁矿长期运行的物化性能.实验结果表明,在本实验的工况下,没有焦炭随载氧体进入到空气反应;随着燃料反应器温度的增加,污泥和煤的碳转化率均增加,但污泥的碳转化率要高于煤;同时,水蒸气的加入可提高污泥的碳转化率,但水蒸气的量对其影响较小;赤铁矿在长时间运行中,体现了良好的反应以及抗烧结性能.
关键词:
化学链燃烧
,
污泥
,
赤铁矿
宋涛
,
陈定千
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张海峰
,
沈来宏
,
肖军
工程热物理学报
化学链燃烧是一种能够实现CO2内分离的新型的燃烧方式.基于单流化床和串行流化床反应器,研究了铁矿石为载氧体的无烟煤化学链燃烧特性.考察了常规煤气化和化学链燃烧条件下的无烟煤转化特性,并基于串行流化床揭示了温度对无烟煤化学链燃烧特性的影响规律.结果表明:载氧体的存在显著加速了煤气化反应的进行.燃料反应器出口CO2体积分数在950℃将近90％,铁矿石对煤气化产物有较高的反应性能.燃料反应器出口未检测到C2-C4碳氢化合物,铁矿石作为一种合适的潜在的载氧体可应用于煤化学链燃烧过程.
关键词:
化学链燃烧
,
CO2捕集
,
载氧体
,
铁矿石
,
燃烧特性
高正平
,
沈来宏
,
肖军
,
吴家桦
工程热物理学报
采用流化床反应器并以水蒸气作为汽化一流化介质,研究了800～950°C内以Fe2O3为载氧体的煤化学链燃烧循环反应特性.实验表明,气态产物CO2的体积浓度(干基)随温度单调递增;CO、CH4的浓度在反应时间内呈单峰特性且随温度单调递减,CH4浓度值高于CO;H2被载氧体完全氧化.载氧体与水煤气化产物在温度高于850°C体现了高的反应活性,CO2干基浓度接近95%.反应器温度900°C时,气态产物CO2体积浓度随循环数而逐渐降低,CO、CH4浓度增加.
关键词:
化学链燃烧
,
Fe2O3载氧体
,
CO2分离
,
煤气化
,
流化床反应器
葛晖骏
,
郭万军
,
沈来宏
,
宋涛
,
顾海明
,
蒋守席
工程热物理学报
本文以铁矿石为载氧体,在小型流化床上分别考察了载氧体存在、气化温度和O/C摩尔比三个因素对生物质化学链气化过程的影响.试验表明,载氧体的加入提高了碳转化率,却略微降低了合成气产率.气化温度升高,碳转化率和合成气产率相应增大,CO和H2产率升高,而CO2和CH4产率则呈单调递减的趋势.随着O/C摩尔比的升高,碳转化率变大,但所供给的氧量有所提升,导致了合成气产率的下降.
关键词:
铁矿石
,
载氧体
,
生物质化学链气化
,
合成气产率
张涛
,
杜敏
,
周宾
,
沈来宏
,
郝英立
工程热物理学报
撞击流干燥（Impinging Stream Drying，ISD）技术是强化相间传热传质和加快颗粒干燥过程的有效方法。通过在自行设计的同轴水平撞击流试验装置上对物料进行的一系列干燥试验，验证了空气温度、颗粒喂料速率、颗粒预热温度等操作参数和撞击距离、撞击室容积等结构参数对干燥性能的影响，获得了同轴撞击流干燥的一般规律，为撞击流在干燥等工业上实际应用提供了试验依据。
关键词:
气固两相流
,
撞击流
,
干燥
高正平
,
沈来宏
,
肖军
,
吴家桦
工程热物理学报
采用热重分析与红外色谱分析(TGA-FTIR)相结合的方法,研究了NiO载氧体与高浓度CO与H2S混合气的还原、硫化反应性.实验结果表明,随反应循环数增加,NiO载氧体的平衡态转化率基本不变,但反应速度减小.FTIR检测得气态产物主要由CO2、COS、CS2、SO2组成,而且XPS、XRD分析结果显示硫化产物Ni3S2的质量分数随循环数增加而减小.SEM表明还原态NiO载氧体颗粒表面呈现烧结现象.
关键词:
化学链燃烧
,
NiO载氧体硫化
,
CO2分离
,
反应机理
,
表面烧结
张思文
,
顾海明
,
沈来宏
,
肖军
工程热物理学报
采用流化床反应器以水蒸气作为气化介质，以K2CO3修饰后的铁矿石作载氧体，进行煤化学链燃烧还原试验。结果表明，钾基铁矿石对水煤气反应及CO变换反应有明显的催化效果，大大提高反应速率，缩短反应平衡时间，有利于提高CO2体积份额。随着载氧体中K2CO3负载量由0％增加到20％，碳转化平衡时间逐步缩短，煤在58min内的碳转化率呈逐渐增加趋势，C02体积份额呈先增大后减小趋势，在6％K2CO3负载量时达到最大值。SEM结果显示钾基铁矿石表面呈一定烧结状态，铁矿石中K2CO3负载量不宜过高。
关键词:
K2CO3
,
赤铁矿
,
煤
,
化学链燃烧
宋涛
,
廖景明
,
肖军
,
沈来宏
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(15)60181-0
以玉米秸秆作为生物质活性炭的原材料,CO2作为活化介质,分别以KOH、HNO3和CH3 COOH作活化剂,在800℃下一步法制备出玉米秸秆活性炭,并针对部分样品分别使用KOH、HNO3和CH3 COOH进行化学活化。分别考察CO2活化时间、CO2活化剂浓度、化学活化种类及后续热处理工艺对样品吸附CO2的性能影响。结果表明,化学活化过程可拓展活性炭的空隙结构,显著提高其对CO2的吸附。在最优工艺下(4mol/L HNO3活化+100℃水浴加热1h+600℃热处理),活性炭的比表面积达639.8 m2/g,其CO2捕集效率为7.33%,高于市场商业用活性炭的6.55%。同时,考察活性炭微孔和中孔对CO2吸附的影响规律,并采用Bangham动力学模型探讨样品的吸附性能。
关键词:
CO2吸附
,
活性炭
,
生物质
,
物理活化
,
化学活化
郑敏
,
沈来宏
,
肖军
,
秦翠娟
工程热物理学报
基于CaS04载氧体的煤化学链燃烧,在CaS04与煤的反应阶段存在污染物释放间题.针对反应器气氛为还原性,在不同温度下研究了CaO和CaS04的不同加入量对污染物的影响.结果表明,9500 C时,加入CaO有利于抑制S02和CO,但其释放量仍较多;增加CaS04可以抑制CO,但会导致SO2排放增加.由于添加CaO对煤气化具有催化作用,9000 C是一个既有利于抑制气态污染物的排放,也能保证煤气化一CaS04还原反应速率的温度;CaO加入量为CaS04摩尔量1.9倍时,可以抑制90%的S02排放,具有较理想的脱硫效果.
关键词:
化学链燃烧
,
钙基载氧体
,
C02分离
,
污染物抑制
吴家桦
,
沈来宏
,
肖军
,
郝建刚
,
高正平
工程热物理学报
为了缓解载氧体颗粒表面的烧结,本文提出在化学链燃烧过程中,对空气反应器进行分级送风.以Fe2O3为载氧体,在10 kW级串行流化床实验装置上进行煤化学链燃烧分级送风实验,探讨了一二次风的配比对两个反应器气体产物组成以及煤中碳的捕集效率的影响,利用SEM和BET对反应前后载氧体的物化性能进了分析.结果表明,分级送风方法能够有效地缓解载氧体的烧结程度,有助于载氧体在长时间使用过程中反应性能的维持.
关键词:
化学链燃烧
,
分级送风
,
Fe2O3载氧体
,
煤
