煤燃燒會產(chǎn)生大量污染物如NOx、SOx及大量溫室氣體CO2;其中,NOx和SOx是主要的大氣污染物,CO2是引發(fā)溫室效應(yīng)、全球變暖的主要原因。因此,實現(xiàn)煤燃燒過程中CO2等氣體的減排刻不容緩�；瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)作為一種新型燃燒技術(shù),具有高效清潔燃燒,抑制NOx產(chǎn)生及CO2的高效低成本捕集的特點,成為了重點研究對象。低成本、高反應(yīng)活性的氧載體是煤化學(xué)鏈燃燒技術(shù)工業(yè)化推廣應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。而脫硫渣作為火電廠對燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫、凈化產(chǎn)生的工業(yè)固廢,年產(chǎn)量巨大,其主要成分為CaSO4,作為氧載體用于煤化學(xué)鏈燃燒過程中,具有氧容量大、資源廣泛、價格低廉等諸多優(yōu)點。因此,探索脫硫渣提純技術(shù)并實現(xiàn)脫硫渣在煤化學(xué)鏈燃燒中的資源化、高效利用,具有顯著的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價值。本文首先收集電廠濕法煙氣脫硫渣、對其進(jìn)行提純處理作為脫硫渣氧載體,并以提純處理的脫硫渣作為模板基質(zhì),采用模板-溶膠凝膠燃燒復(fù)合合成法制備了高性能的脫硫渣混合氧載體;進(jìn)一步,在固定床上對脫硫渣氧載體及改性的脫硫渣混合氧載體的燃燒特性和副反應(yīng)硫的演化特性,進(jìn)行了詳細(xì)的實驗研究,從而實現(xiàn)煤燃燒過程CO2的減排、氣相硫的定向原位捕集和脫硫... 

【文章來源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球與能源有關(guān)的CO2排放量Figure1-1Globalenergy-relatedCO2emissions

華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文2其是圍繞以煤為燃料燃燒過程中的CO2減排技術(shù)，變得十分關(guān)鍵。1.2CO2捕集技術(shù)二氧化碳的捕集和封存技術(shù)是指：采用各種技術(shù)將電廠發(fā)電過程中排放的CO2封存起來。它被認(rèn)為是未來最有效實現(xiàn)CO2減排的的方法[5]。最為典型的是化學(xué)鏈燃燒技術(shù)(CLC)。如圖1-2為CO2捕集工藝流程。當(dāng)前，CO2捕集技術(shù)可分為3種[6]，燃燒前捕集技術(shù)、富氧燃燒技術(shù)、燃燒后捕集技術(shù)。燃燒前捕集技術(shù)是指：在氣化器中將燃料和空氣/O2/H2O進(jìn)行混合反應(yīng)，接著在CO轉(zhuǎn)化器中將合成氣轉(zhuǎn)化為CO2和H2，最后將CO2進(jìn)行分離回收，H2作為清潔燃料進(jìn)行燃燒。該技術(shù)的劣勢在于CO2的分離需要消耗大量的能量，發(fā)電的效率、技術(shù)上和可靠性上有待進(jìn)一步突破；優(yōu)勢為提高能源利用率上效果顯著。燃燒后捕集技術(shù)是指：采用物理或化學(xué)方法對燃燒后的煙氣進(jìn)行處理，將分離出的高濃度CO2進(jìn)行封存。該技術(shù)的優(yōu)點為對于發(fā)電廠CO2捕集的適應(yīng)性高；缺點為CO2的分離和轉(zhuǎn)化所需的介質(zhì)和裝備會耗費大量的金錢、大大增加發(fā)電的成本。富氧燃燒技術(shù)是指：首先針對空氣進(jìn)行處理獲得高純O2，使燃料在高純O2下進(jìn)行燃燒，最后得到主要成分是水蒸氣和CO2的煙氣，經(jīng)過冷凝操作，便可捕獲高純的CO2。該技術(shù)優(yōu)點是CO2捕集率很高，接近100%；缺點是燃燒氣氛中所用高純O2的獲得需要耗費大量能量，大大增加了整個燃燒成本。圖1-2CO2捕集工藝流程Figure1-2CO2captureprocess

1緒論31.3化學(xué)鏈燃燒技術(shù)1.3.1化學(xué)鏈燃燒技術(shù)簡介化學(xué)鏈?zhǔn)侵竿ㄟ^化學(xué)介質(zhì)，把特定的化學(xué)反應(yīng)分為多個步驟反應(yīng)的過程。將這些多個步驟的反應(yīng)，整合到一個總體能量損失小且反應(yīng)產(chǎn)物容易分離的反應(yīng)系統(tǒng)中，使整個反應(yīng)過程變得效率高、經(jīng)濟(jì)實惠。化學(xué)鏈根據(jù)最終目的不同，可分為兩類[7]；第一類是以燃燒為目的的化學(xué)鏈過程；第二類是獲取CO、H2、CH4等氣體燃料的化學(xué)鏈過程。在第一類化學(xué)鏈中，較為典型的是化學(xué)鏈燃燒，它是一種新型CO2捕集技術(shù)。下面以鈣基化學(xué)鏈燃燒為列詳細(xì)介紹反應(yīng)的機(jī)理，圖1-3為鈣基化學(xué)鏈燃燒機(jī)理圖。（1）還原反應(yīng)階段：CaSO4氧載體與煤發(fā)生還原反應(yīng)，將煤中的C、H元素大部分轉(zhuǎn)化為CO2和水蒸氣，實現(xiàn)煤的高效轉(zhuǎn)化和清潔燃燒；并將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaS傳遞到空氣反應(yīng)器中。煤的化學(xué)分子式簡化為CxHy，二者的反應(yīng)機(jī)理如下：CxHy+(x/2+y/8)CaSO4→(x/2+y/8)CaS+xCO2(g)+y/2H2O(g)（1.1）（2）氧化反應(yīng)階段：還原產(chǎn)物CaS在空氣反應(yīng)器中發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaSO4，再傳遞到燃料反應(yīng)器中，如此，進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)：CaS+2O2→CaSO4（1.2）圖1-3化學(xué)鏈燃燒機(jī)理Figure1-3Chemicalloopingcombustionmechanism以煤為燃料的化學(xué)鏈燃燒技術(shù)簡稱“煤化學(xué)鏈燃燒技術(shù)”。其優(yōu)點為：（1）實現(xiàn)煤的高效轉(zhuǎn)化和清潔燃燒；（2）燃料燃燒過程中CO2高效低成本在線捕集；（3）實現(xiàn)了能量的梯級利用、提高整個系統(tǒng)的能量利用率；（4）整個系統(tǒng)反應(yīng)溫度不高于1000℃且空氣與煤不直接接觸，可以有效抑制煤燃燒過程中NOx的排放。1.3.2化學(xué)鏈燃燒氧載體的研究進(jìn)展1.3.2.1氧載體的分類氧載體在化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)中起到重要作用，是化學(xué)鏈燃燒技術(shù)研究的核心之一。根

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本文編號：3440912