發(fā)布時間：2021-01-04 11:11

　　化學鏈燃燒被認定為最具發(fā)展?jié)摿Φ摹暗诙碧疾都夹g(shù),其已從最初的系統(tǒng)概念發(fā)展成3 MWth示范項目�；瘜W鏈燃燒反應(yīng)器、氧載體及系統(tǒng)集成的研究已成為重要國際前沿方向。我國是碳排放大國,同時也是《巴黎協(xié)定》締約方的主要成員國,在未來很長時間內(nèi)將擔任減排主角的作用。因此,探究高效的新型碳捕集技術(shù)具有重要戰(zhàn)略意義。本文從化學鏈燃燒反應(yīng)機理、化學鏈燃燒發(fā)電系統(tǒng)熱經(jīng)濟性評價方法、化學鏈燃燒發(fā)電系統(tǒng)全生命周期碳排放作用機制和煤基化學鏈燃燒分布式冷熱電綜合能源系統(tǒng),開展了化石燃料驅(qū)動的化學鏈燃燒能量系統(tǒng)集成機理與評價方法研究。當前,化學鏈燃燒反應(yīng)機理研究一方面探索化學鏈燃燒的化學能梯級利用規(guī)律,另一方面從微觀氧載體材料角度探究分子的吸附機理。隨著化學鏈燃燒與太陽能熱化學領(lǐng)域的結(jié)合,特別是中溫太陽能熱化學制燃料的發(fā)展,中溫熱驅(qū)動的化學鏈燃燒的研究獲得國際學者的重視。本研究從微觀反應(yīng)途徑,研究CHx分子在NiO晶體表面的吸附能、鍵能和鍵長變化規(guī)律,尋求CHx分子在NiO晶體表面的最穩(wěn)定吸附位置。在此基礎(chǔ)之上,進一步分析CHx分子在NiO晶體表面發(fā)生脫氫機理及反應(yīng)過渡態(tài)能壘,研究結(jié)果表明:CH3=CH2+... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

化學鏈燃燒發(fā)展歷程

１００％碳捕集率已實現(xiàn)，固體轉(zhuǎn)化速率較快，燃燒效率較高。??１．３化學鏈燃燒系統(tǒng)研究進展??圖１－２顯示了化學鏈燃燒基本原理示意圖。化學鏈燃燒的還原過程和氧化過??程分別在燃料反應(yīng)器（反應(yīng)器１）和空氣反應(yīng)器（反應(yīng)器２）中進行，金屬氧載??體在兩個反應(yīng)器中循環(huán)達到輸送晶格氧的目的。燃料在氧載體作用下僅生成Ｃ０２??和Ｈ２０，通過簡單冷凝即可獲得較為純凈的ＣＯ２，在此過程，氧載體被還原（燃料??＋?ＭｅＯ?－？Ｃ０２?＋?Ｈ２０?＋?Ｍｅ）。還原態(tài)的金屬單質(zhì)進入空氣反應(yīng)器被空氣氧化重新??生成氧載體，同時空氣被還原，生成欠氧空氣（〇２?＋Ｍｅ?—ＭｅＯ）。高溫高壓的??燃燒尾氣送入透平做功發(fā)電。依據(jù)能量平衡，化學鏈燃燒氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)焓??變總和應(yīng)同燃料直接燃燒反應(yīng)相同。由于化學鏈燃燒將直接燃燒過程分解為兩個??子反應(yīng)，其主要優(yōu)勢有：由于燃料和空氣不直接接觸，燃料反應(yīng)器出口尾氣中的??Ｃ〇２沒有被Ｎ２稀釋，生成的尾氣只含有Ｃ〇２和Ｈ２０，通過簡單的蒸汽冷凝，即??可獲得純凈的（：０２；由于空氣反應(yīng)器中反應(yīng)溫度相對較低，可避免ＮＯｘ生成［４９］；??由于化學鏈燃燒降低了二次燃料（金屬氧載體）的品位

燃料化學能做出了大量工作。??Ｉｓｈｉｄａ和金紅光院士于１９９４年提出將ＣＬＣ和濕空氣透平過程結(jié)合起來形成??高效低碳的能源系統(tǒng)，構(gòu)建了如圖１－３所示的ＣＬＡＳ系統(tǒng)。濕蒸汽可回收低品位??熱能，并可使空氣濕度飽和，以此減少燃燒過程不可逆損失。ＣＬＡＳ系統(tǒng)發(fā)電效??率可高達５５．１％。最近，關(guān)于ＣＬＡＳ系統(tǒng)的經(jīng)濟性能評估表明該系統(tǒng)的現(xiàn)值指數(shù)??高達１．６，比常規(guī)濕空氣透平發(fā)電系統(tǒng)高出２３個百分點［５０］。???＠７０．１．１?Ｅｘｈａｕｓｔ?１?＞??Ｉ??…??＾?＠２５，２０?Ａ?—＾?＠卵?‘?｜Ｊ＠ｎ〇〇ｒＱ?—?！??‘?ｉ?Ｔ?＠５３０?！??！??ｉ??１：??！?？－?ｉ?ｒ＝Ｈ?！?！??ｉ?丨?Ｓａｔｕｒａｔｏｒ?＿?，丨■?ｉ??＠１８６，２１?ｔ?＾?＠１４２，１９?Ｉ?ｒ＾＼?｜?＠５３０?；?ｉ??ｊ?ｆ?ｒｙ?ｉＴｉ?ｉ?：??ｉ?州擊！?ｉ?ｌ〇ｘｉｄｉ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]10 kWth級串行流化床中木屑化學鏈燃燒試驗[J]. 吳家樺,沈來宏,肖軍,王雷,郝建剛.  化工學報. 2009(08)
[2]溫室氣體的源與匯[J]. 王明星,張仁健,鄭循華.  氣候與環(huán)境研究. 2000(01)



本文編號：2956668