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
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
段立强
,
孙思宇
,
乐龙
,
卞境
,
杨勇平
工程热物理学报
本文以整体煤气化联合循环(IGCC)为基准系统,构建了整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池联合循环(IGM-CFCCC)发电系统,并提出了回收CO2的IGMCFCCC系统.利用Aspen Plus软件对系统进行了模拟研究,结果表明:回收CO2的IGMCFCCC系统效率(48.38％)比传统不回收CO2的IGCC系统(44.15％)效率提高了4.23个百分点,同时捕获了系统中80.16％的CO2,但比不回收CO2的IGMCFCCC系统效率(51.40％)降低了3.02个百分点.此外,本文还研究了CO2利用率,燃料利用率对系统性能的影响,研究成果将对未来回收CO2的发电系统提供有益的参考.
关键词:
整体煤气化联合循环(IGCC)
,
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
,
CO2捕获
,
系统集成
李元媛
,
张娜
,
蔡睿贤
工程热物理学报
基于多能源互补综合梯级利用的原则,本文提出了新型低能耗控制CO2的太阳能与甲烷互补系统(LEHSOLCC),并对其进行了热力经济性分析.钯基合金膜具有很高的透氢性能,将此结构用于甲烷重整反应中,在中温条件下可实现甲烷的近完全转化,并在能量转化的同时,实现CO2的定向富集与低能耗分离.所提系统中,中温太阳能(550℃)首先经重整反应转化为合成气化学能,实现品位提升,其次通过燃料燃烧转化为高温燃气热能驱动燃气-蒸汽联合循环作功实现其高效热功转换.分析表明:额定工况下,系统发电成本为0.062 ＄/kWh,回收期10年.与相同化石燃料输入及CO2捕集水平的尾气捕集CO2的燃气-蒸汽联合循环(CC-Post)相比,发电成本降低11.4％,充分显示其性能优势.
关键词:
膜反应器
,
太阳能热化学
,
多能源互补
,
低能耗控制CO2
,
经济性
孙荣岳
,
李英杰
,
谢辛
,
吴水木
,
刘长天
,
路春美
工程热物理学报
在分析纯CaCO3中浸渍添加Cl,利用双固定床反应器和热重分析仪研究了Cl对CaCO3循环捕集CO2性能的影响.结果表明:Cl/Ca摩尔比大于0.25:100时,随Cl/Ca摩尔比继续增加,吸收剂循环碳酸化转化率迅速降低.当Cl/Ca摩尔比为4:100时,经5次循环后吸收剂基本失去循环捕集CO2活性.吸收剂化学反应控制阶段的碳酸化速率和碳酸化转化率均随Cl/Ca摩尔比增加而降低,Cl对吸收剂扩散控制阶段碳酸化速率影响不大.添加Cl后,吸收剂烧结加剧,孔隙坍塌堵塞更加严重,比孔容和比表面积均减小,导致吸收剂循环碳酸化转化率降低.
关键词:
钙循环法
,
Cl
,
煅烧/碳酸化
,
CO2捕集
张国强
,
翟代龙
,
徐钢
,
杨勇平
工程热物理学报
本文分析了以K2CO3为吸收剂的CO2分离与压缩流程,并基于关键参数对整个脱碳系统能耗影响,提出了一种新型的脱碳流程方案.该改进方案针对影响系统能耗的主要参数,将富液分为两股分别在两个不同压力的再生塔中分离CO2,同时运用能量集成的思想将余热进行了高效利用,实现了富液分流的低能耗解吸.本文借助了Aspen Plus软件对改进方案进行了系统能耗分析,优化了主要参数.综合了多方面的影响,在捕获率92％的前提下,改进方案得出了最优系统再生能耗37.84 kJ(折合功)/mol,相比改进前能耗47.16 kJ(折合功)/mol降低了19.77％,为火电厂低能耗CO2捕获提供了新方法.
关键词:
CO2捕获
,
系统能耗
,
K2CO3
,
化学吸收法
单历元
,
李辉
,
孟冰露
,
李江锋
,
孟晶晶
,
于有海
,
闵永刚
硅酸盐通报
石灰石作为天然的CO2吸收剂,可有效的捕集烟气中的CO2,但随着循环反应次数的增加,石灰石颗粒表面会发生严重的烧结,使其酸化率迅速发生衰减.本文中利用自然界储量丰富的凹凸棒石对石灰石颗粒进行改性来减缓这一现象的发生,从而提高其CO2的循环捕集效率.凹凸棒石具有的天然纳米纤维状结构可有效的减少石灰石颗粒之间的相互接触,延缓石灰石的烧结团聚现象,从而提高其碳酸化率.实验结果表明:凹凸棒石原矿和提纯后的凹凸棒石均可作为添加剂提高石灰石对CO2的捕集效率,其中经过提纯处理后的凹凸棒石的改性效果最好;通过比较凹凸棒石改性前后的钙基吸收剂经过多次CO2捕集循环后的颗粒微观形貌的变化,可以发现经过凹凸棒石改性后的石灰石颗粒表面仍留有较多的孔道,使其抗烧结能力得到大幅的提高.
关键词:
CO2捕集
,
凹凸棒石
,
石灰石
,
碳酸化率
,
抗烧结
尤健
,
何雅玲
,
姚森
,
李明佳
工程热物理学报
本文采用二乙醇胺(DEA)作为化学吸收剂,通过流程模拟工具Aspen plus对电厂烟道气的CO2捕集过程进行模拟,分析各个关键参数对系统性能的影响.最后利用MATLAB软件构建了三种模型,对CO2捕集技术的环境影响进行评价.结论表明:升高吸收溶液温度会减少DEA溶剂损失,降低再沸器热负荷,不过提高溶液温度会消耗额外的能量;当吸收溶液质量分数为0.25时,再沸器消耗的等效功最少;在轮船运输场景下,当泄漏因子取0.05时,其有效排放因子大于参考电厂的排放因子,CCS技术在减缓气候变暖中不会起到作用.
关键词:
CO2捕集
,
Aspen plus
,
二乙醇胺
,
环境影响
董伟
,
陈晓平
,
吴烨
,
梁财
,
刘道银
工程热物理学报
碱金属基吸收剂干法脱除燃煤烟气CO2技术日益受到学术界的关注,其中钠基吸收剂廉价易得、经济性好,但碳酸化反应活性低.本文将Na2CO3负载于活性氧化铝并掺杂TiO2改性,利用CO2吸收/解吸流化床试验装置、XRD、SEM和氮吸附仪研究钠基二氧化碳吸收剂的流化床反应特性.结果表明:TiO2对Na2CO3/Al2O3在流化床中的碳酸化反应特性提升明显,反应时间缩短、反应速度提高、CO2吸收量增加;碳酸化反应产物为NaHCO3和Na5H3(CO3)4; TiO2对再生反应影响甚微;且TiO2在反应前后性状稳定,无副产物生成.尽管如此,TiO2的掺杂量应控制在一定的范围内以避免吸收剂微观结构恶化而阻碍反应.
关键词:
CO2捕获
,
固体吸收剂
,
Na2CO3/Al2O3
,
TiO2
王敏俊
,
刘晶
,
刘丰
,
刘洋
,
郑楚光
工程热物理学报
采用溶胶-凝胶燃烧法制备了铜基氧载体CuO/CuAl2O4,利用热重分析仪研究了铜基氧载体的释氧性能,并在固定床反应器内对铜基氧载体的释氧和吸氧特性进行了实验研究.结果表明:CO2气氛下,铜基氧载体能够释放出O2,随反应温度增加,O2-CO2混合气体中O2含量增加,反应时间减少.释氧后的铜基氧载体能够吸收N2-O2混合气中的O2,吸氧速率及转化率同时受到热力学和动力学控制.880℃ 为铜基氧载体最佳释氧与吸氧温度.
关键词:
铜基氧载体
,
化学链
,
制氧
,
CO2捕集
