宋涛
,
陈定千
,
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
张帅
,
肖睿
,
杨一超
,
宋启磊
,
张会岩
工程热物理学报
针对废铁渣载氧体,在小型固定床反应器上进行了燃煤加压化学链燃烧试验以及载氧体持续循环能力的研究,结果表明,压力增加抑制了煤的初始热解过程,提高了煤焦的气化过程以及气化产物与载氧体之间的反应.随着压力增加,CO2浓度和燃料的转化率增加,CO和CH4的浓度降低,载氧体的转化率也随压力的增加而增加.由于载氧体载氧能力一定,随燃料与载氧体质量比增加,CO2浓度和燃料的转化率降低,不利于CO2捕集和能源的高效利用.循环试验表明,随循环次数增加,载氧体活性逐渐增强,热解气体和煤焦气化产物的转化率以及燃料的转化率均得到提高.
关键词:
CO2捕集
,
化学链燃烧
,
废铁渣载氧体
,
加压固定床
,
燃煤
王保文
,
郑瑛
,
柳朝晖
,
赵海波
,
郑楚光
,
晏蓉
工程热物理学报
采用热重分析仪、红外频谱仪以及差热分析对PDS烟煤与溶胶凝胶燃烧合成法制备的Fe203基复合氧载体的反应性能及热流变化进行了研究,发现:就Fe203基氧载体而言,适当增加Fee03基氧载体过量系数,有利于煤的充分反应;而铁基复合氧载体CuFe204与PDS煤具有更高的反应性,加入惰性载体A1203有利于CuFe204与煤一次热解产物的反应,却阻碍了其与二次热解产物的反应.CuFe204具有更高的晶格氧容量以及更少的吸热量,用于煤化学链燃烧中是非常合适的,具有很好的应用前景.
关键词:
煤
,
化学链燃烧
,
Fe203基复合氧载体
,
热重分析
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
马琎晨
,
赵海波
,
郭磊
,
郑楚光
工程热物理学报
批量制备性能优良的氧载体是化学链燃烧技术的关键之一.本文提出采用喷动床造粒技术来批量制备铁基氧载体,利用自行设计的喷动流化床进行造粒实验,并在小型流化床台架上检验批量制备的不同种类铁基氧载体(Fe2O3/Al2O3,Fe2O3/SiO2)与煤的化学链燃烧性能.研究结果表明,喷动床批量制备铁基氧载体具有可行性,反应性较佳,制备周期较短,产量较高,颗粒粒径容易控制,球形度较好,造粒成本较低,可以为大型化学链燃烧实验提供成本低廉且性能优异的大批氧载体.
关键词:
化学链燃烧
,
氧载体
,
喷动床造粒
,
CO2富集
金红光
,
王宝群
工程热物理学报
本文提出化学能梯级利用新概念,从理论上证明了物质作功能力(ε)、化学反应作功能力(G)和物理能作功能力(ηc)之间的内在联系,拓展了传统热力循环在物理能转换利用范畴的局限.通过CH4直接燃烧和化学链燃烧化学能品位和(火用)损失的比较,指明化学能梯级利用是降低燃烧(火用)损失的有效途径,并指出影响化学能梯级利用的关键因素,揭示了化学能梯级利用机理.
关键词:
(火用)
,
化学能
,
梯级利用
,
化学链燃烧
丁宁
,
郑瑛
,
罗聪
,
吴琪珑
,
边关
,
郑楚光
工程热物理学报
在固定床实验台架上，研究了用浸渍制备的CaSO4复合载氧体与一氧化碳的反应特性。循环实验结果表明添加助剂可大幅度提高CaSO4的反应活性；随着温度的升高，SO2急剧增加，而COS无明显变化；在850℃时含Ni—Fe的载氧体在等生成CO2能力下的硫损失率最小。通过一系列的表征手段，分析了反应前后载氧体组分，表面结构的变化。
关键词:
化学链燃烧
,
CaSO4复合载氧体
,
循环试验
,
硫释放
文圆圆
,
李振山
,
蔡宁生
工程热物理学报
载氧体是化学链燃烧的关键因素之一，CuO是适合于氧气解耦化学链燃烧的载氧体之一。采用浸渍法制备了200-300μm的铜基载氧体颗粒，发现烧结会使铜基载氧体载氧量随循环次数增加而衰减。采用制备复合载氧体的方法改善铜基的烧结问题，发现铜钴、铜镁、铜镍、铜锶四种复合载氧体可以使得载氧量稳定。
关键词:
化学链燃烧
,
铜基载氧体
,
氧气解耦
,
CO2—O2
,
固体燃料
蒋林林
,
赵海波
,
张少华
,
王保文
,
王建
,
郑楚光
工程热物理学报
高性能的氧载体是化学链燃烧技术实施的关键.本文采用溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12Oa氧载体,在固定床反应器中研究了它与CH4/空气在900℃下的循环反应性,并利用XRD、ESEM和BET对反应前后的氧载体进行了物化表征.试验结果表明,溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12O3氧载体具有良好的循环反应能力.随着循环次数的增多,氧载体与CH4反应生成CO2的最大浓度值从44.9%～51.2%逐渐增加,氧载体的还原氧化反应性逐渐增大.循环反应后,氧载体表面出现了一定程度的烧结现象,氧载体的比表面积、内孔容积和平均孔径均有所减小,但仍足够大.这些结果初步证明采用溶胶凝胶法制备的Fe2O3/A12O3氧载体具有实现气体燃料化学链燃烧技术的可行性,用于双连通循环流化床的化学连燃烧过程时,床料量约为51～212kg/MWth,循环倍率约为8.2 kg/s,MWth.
关键词:
化学链燃烧
,
二氧化碳捕捉
,
Fe2O3/A12O3
,
氧载体
,
固定床
张帅
,
肖睿
,
杨一超
,
宋启磊
工程热物理学报
在钙基载氧体燃煤化学链燃烧技术过程中由于煤气化产物与载氧体之间的副反应导致反应过程中产生大量的SO_2气体。本文选择MAC铁矿石,CaO和石灰石作为脱硫剂,在小型加压固定床上研究不同温度、压力、Ca/S比条件下SO_2气体的脱除问题。结果表明,单独采用CaSO_4载氧体时,随温度升高SO_2气体浓度逐渐增加。添加铁矿石后,SO_2排放浓度降低,主要与Fe_2O_3能够催化抑制CaSO_4分解有关。添加CaO和石灰石脱硫剂后,随温度、压力以及Ca/S比增加,两种脱硫剂的脱硫效率均增加,且在相同的实验条件下得到的CaO的脱硫效果更佳。
关键词:
CO_2捕集
,
化学链燃烧
,
钙基载氧体
,
脱硫
