国家高技术研究发展计划(2006AA05Z318)
- 作品数：15 被引量：170H指数：10
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- 化学链燃烧钙基载氧体CaSO_4与CO在不同温度下的反应行为被引量：23
- 2008年
- 基于热重和红外联用进行等温实验,探讨了化学链燃烧载氧体CaSO4在CO气氛下的还原反应特性。研究发现:温度对CaSO4还原反应历程和速率有显著的影响,在10%CO气氛下,温度低于900℃时,发生单一反应,CaSO4的还原产物只是CaS,气相产物为CO2;当温度高于950℃后,发生平行反应和连串反应组合成的多重反应,固体产物为CaS和CaO,而产物气中除了有CO2,还存在SO2和COS,且气相硫化物的析出以COS为主;随着反应温度的升高,CaSO4与CO反应速率显著增加,而目标产物CaS在固体产物中所占的摩尔分数呈下降趋势;基于钙基载氧体化学链燃烧中燃料反应器温度不宜高于950℃。
- 郑敏沈来宏肖军
- 关键词：载氧体CASO4
- 基于CaSO_4载氧体的煤化学链燃烧分离CO_2研究被引量：58
- 2007年
- 提出基于CaSO4载氧体的串行流化床煤化学链燃烧分离CO2技术,分析了燃料反应器内水煤气反应、CaSO4以及金属氧化物载氧体还原反应热力学特性参数,表明CaSO4是煤化学链燃烧反应理想的载氧体。应用Aspen Plus软件,建立了基于CaSO4煤化学链燃烧串行流化床内各种物质的质量平衡、化学平衡和能量平衡模型,进行模拟研究;结果表明,随着燃料反应器温度不断提高,燃料反应器气体产物中H2O体积浓度基本维持不变,CO2浓度略有降低,CO迅速上升,而H2缓慢增大;H2S随反应温度呈幂指数规律衰减,SO2显著递增,表明燃料反应器产物中SO2和H2S中的硫不全部是煤中硫,部分硫来自于CaSO4载氧体竞争反应的产物;载氧体循环倍率随燃料反应器温度升高呈幂指数级增加,随空气反应器温度呈幂指数级递减。
- 沈来宏肖军肖睿张辉
- 关键词：化学链燃烧串行流化床CO2分离
- 煤化学链燃烧还原阶段的污染物抑制被引量：4
- 2010年
- 基于CaSO_4载氧体的煤化学链燃烧,在CaSO_4与煤的反应阶段存在污染物释放问题。针对反应器气氛为还原性,在不同温度下研究了CaO和CaSO_4的不同加入量对污染物的影响。结果表明,950℃时,加入CaO有利于抑制SO_2和CO,但其释放量仍较多;增加CaSO_4可以抑制CO,但会导致SO_2排放增加。由于添加CaO对煤气化具有催化作用,900℃是一个既有利于抑制气态污染物的排放,也能保证煤气化-CaSO_4还原反应速率的温度;CaO加入量为CaSO_4摩尔量1.9倍时,可以抑制90%的SO_2排放,具有较理想的脱硫效果。
- 郑敏沈来宏肖军秦翠娟
- 关键词：化学链燃烧CO2分离
- 基于Fe基载氧体的生物质化学链燃烧试验研究被引量：11
- 2010年
- 化学链燃烧技术(CLC)是一种含有CO2内分离的新型燃烧技术。以Fe2O3为载氧体,在10 kWth级串行流化床上进行了生物质化学链燃烧的试验研究,探讨了燃料反应器温度、生物质进料量和水蒸气量对2个反应器(燃料反应器+空气反应器)气体产物组成的影响。结果表明较高的反应器温度虽然有助于速控步(即气化反应)的进行,但是受载氧体的载氧率和颗粒循环速率的影响反而不利于CO2捕集。随着生物质进料量的增加,燃料反应器需氧量的上升,不利于燃料反应器CO2的捕集。而水蒸气量的增加有利于燃料反应器CO2的捕集,但是同时也导致H2的出现。
- 郝建刚吴家桦王雷沈来宏肖军
- 关键词：化学链燃烧生物质载氧体CO2串行流化床
- 串行流化床内气固流动控制被引量：10
- 2007年
- 针对化学链燃烧分离CO2技术特点,在一串行流化床(循环床+喷动床)冷态实验装置上,以CaSO4载氧体为实验原料(dp=0.6mm),研究串行流化床气固流动特性。基于床内压力分布特征,提出将循环床(空气反应器)沿床高方向划分为鼓泡段和快速流化段2个流型区域,将喷动床(燃料反应器)沿床高方向划分为喷动段、鼓泡段和悬浮段3个流型区域,得出串行流化床内气固流动控制机理。研究并考察了循环床流化风速度、喷动床喷动风速度对串行流化床内反应器间(空气反应器和燃料反应器)气体串混、颗粒循环速率以及床层压降的影响。研究结果表明,流化风是床内颗粒循环的驱动力,流化风速度应控制在3.77～4.05m.s-1;喷动风速度对床内颗粒循环以及系统稳定运行起着关键作用,建议将喷动风速度控制在0.42～0.56m.s-1。
- 吴家桦沈来宏肖军卢海勇
- 关键词：串行流化床流化速度
- 基于Fe2O3的煤化学链燃烧分级送风实验被引量：1
- 2010年
- 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Fe_2O_3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。
- 吴家桦沈来宏肖军郝建刚高正平
- 关键词：化学链燃烧分级送风煤
- 化学链燃烧技术的研究进展被引量：13
- 2008年
- 化学链燃烧技术是一种高效、清洁、经济的新型无火焰燃烧技术。介绍了化学链燃烧的基本概念及特点,总结了载氧体、化学链燃烧反应器及化学链燃烧系统分析的研究进展,并指出了化学链燃烧技术仍存在且亟待解决的问题。非金属载氧体、固体燃料化学链燃烧是该技术的最新研究热点,其中固体燃料化学链燃烧是未来研究的重要趋势。
- 秦翠娟沈来宏肖军高正平
- 关键词：化学链燃烧载氧体反应器
- 基于NiO载氧体的煤化学链燃烧实验被引量：21
- 2008年
- 采用流化床反应器并以水蒸气作为气化-流化介质,研究了以NiO为载氧体在800～960℃内的煤化学链燃烧反应特性。实验结果表明,载氧体与煤气化产物在反应器温度高于900℃体现了高的反应活性。随着流化床反应器温度的提高,气体产物中CO2的体积浓度(干基)呈单调递增;CO、H2、CH4的体积浓度(干基)呈单调递减;煤中碳转化为CO2的比率逐渐递增,碳的残余率逐渐递减。反应器出口气体CO2、CO、H2、CH4的生成率随反应时间呈单峰特性,H2生成率的峰值远小于CO的峰值;且随反应器温度升高,CO2生成率升高,CO、H2、CH4的生成率降低。反应温度高于900℃时,流化床反应器NiO载氧体煤化学链燃烧在9min之内就基本完成,CO2含量高于92%。
- 高正平沈来宏肖军
- 关键词：化学链燃烧CO2分离流化床反应器
- 不同气化介质下CaSO_4载氧体的煤化学链燃烧实验研究被引量：9
- 2009年
- 采用流化床反应器并以CaSO4为载氧体,研究不同CO2-水蒸气气化介质条件下燃料反应器内煤化学链燃烧反应特性。实验结果表明:在950℃下,不同CO2/水蒸气体积配比气化介质下燃料反应器出口气体产物均无H2、CH4;随着CO2/水蒸气体积比的增大,煤气化-CaSO4还原反应速率下降,CO累积率单调递增,CO2捕集效率单调递减;CO2/水蒸气体积比1:3时SO2累积量出现最大值;CO生成率随时间呈单峰特性,而SO2生成量显现出多拐点与不对称的特性;在30min内煤-水蒸气、煤-CO2气化的碳转化效率分别为94.4%、92.5%,而与之对应的燃料反应器内CO2捕集效率为95.8%、62.0%。
- 秦翠娟沈来宏郑敏肖军
- 关键词：化学链燃烧CO2分离SO2排放
- 串行流化床煤气化试验被引量：6
- 2008年
- 针对串行流化床煤气化技术特点,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行煤气化特性的试验研究,考察了气化反应器温度、蒸汽煤比对煤气组成、热值、冷煤气效率和碳转化率的影响。结果表明,燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该煤气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N2的高品质合成气。随着气化反应器温度的升高、蒸汽煤比的增加,煤气热值和冷煤气效率均会提高,但对碳转化率影响有所不同。在试验阶段获得的最高煤气热值为6.9MJ.m-3,冷煤气效率为68%,碳转化率为92%。
- 吴家桦沈来宏肖军卢海勇王雷
- 关键词：串行流化床煤气化合成气
