以煤為主的化石燃料在滿足人類日益增長的能源需求的同時(shí),也導(dǎo)致溫室氣體CO₂的大量排放,造成全球氣候變暖等多方面問題�？刂撇p少燃煤CO₂排放非常關(guān)鍵。在CO₂捕集、利用與封存技術(shù)（CCUS）技術(shù)中,燃前捕集、燃后捕集和富氧燃燒技術(shù)均需要較高的碳捕集成本,不利于系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此,具有更低碳捕集成本的新型燃燒技術(shù)受到了越來越廣泛的關(guān)注�；瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)作為一種創(chuàng)新的燃燒技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)CO₂內(nèi)分離、能量梯級利用、NOx等污染物有效減排。氧載體是CLC技術(shù)的重要組成和研究基礎(chǔ)。鑒于Fe2O₃基氧載體抗燒結(jié)性好但反應(yīng)活性低,Cu O基氧載體活性高但高溫易燒結(jié)的限制,本課題組將其有機(jī)結(jié)合,創(chuàng)新性地提出了以Cu Fe₂O₄作為氧載體的部分氧解耦煤化學(xué)鏈燃燒技術(shù)（CLPOU）。此技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)氧載體中活性氧的有效傳遞和煤的充分轉(zhuǎn)化,極具應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。在直接以煤為燃料的化學(xué)鏈燃燒中,煤中硫?qū)ρ踺d體活性、系統(tǒng)安全運(yùn)行、CO₂后... 

【文章來源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

化學(xué)鏈燃燒技術(shù)示意簡圖

1緒論3文獻(xiàn)，由于化學(xué)鏈燃燒技術(shù)將傳統(tǒng)的一步燃燒反應(yīng)分兩步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級利用，從而減少損失，具有更高的能源利用效率[13]。此外，在污染物控制方面，由于化學(xué)鏈燃燒避免了空氣與燃料的直接接觸，因此避免了燃料型NOx的產(chǎn)生；同時(shí)，空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器中較低的運(yùn)行溫度（＜1100oC）也有效減少了熱力型和快速型NOx的產(chǎn)生[14]�？傊�，化學(xué)鏈燃燒技術(shù)在CO2內(nèi)分離、能量梯級利用、NOx等污染物超低排放方面均具有顯著優(yōu)勢，具有極大的發(fā)展前景。1.2.2煤化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的發(fā)展隨著化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)燃料的不同，化學(xué)鏈燃燒可分為氣體燃料化學(xué)鏈燃燒技術(shù)和以煤為代表的固體燃料化學(xué)鏈燃燒技術(shù)。盡管氣體燃料（如天然氣、合成氣等）非常適合化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，但對于我國來說，將固體燃料，特別是煤作為燃料用于化學(xué)鏈燃燒更具有研究意義。而相對于煤預(yù)先氣化并以氣化產(chǎn)物作為燃料的煤間接化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，直接以煤作為燃料的化學(xué)鏈燃燒技術(shù)避免了復(fù)雜的煤氣化系統(tǒng)及高耗能、高成本純氧的使用[15]，極具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。在直接以煤作為燃料的化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，根據(jù)氧傳遞途徑的不同，目前主要包括：原位氣化-煤化學(xué)鏈燃燒技術(shù)（insitu-GasificationChemicalLoopingCombustion,iG-CLC）、化學(xué)鏈氧解耦燃燒技術(shù)（ChemicalLoopingCombustionwithOxygenUncoupling,CLOU）和部分氧解耦化學(xué)鏈燃燒技術(shù)（ChemicalLoopingCombustionwithPartialOxygenUncoupling,CLPOU），其原理示意圖如下所示。(a):iG-CLC(b):CLOU(c):CLPOU圖1-2直接煤化學(xué)鏈燃燒的三種氧傳遞途徑示意圖

1緒論11在化學(xué)鏈燃燒過程中，燃料中的硫既可以從燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器的出口以氣相硫的形式逸出，也可以與氧載體反應(yīng)形成固相硫，硫在氣相和固相的分布取決于系統(tǒng)的運(yùn)行條件。由于反應(yīng)氣氛的不同，燃料反應(yīng)器出口釋放的氣相硫包括SO2、H2S、COS和CS2，而在空氣反應(yīng)器出口僅以SO2的形式逸出。在含硫氣體燃料的化學(xué)鏈燃燒中，空氣反應(yīng)器出口的SO2主要來源于氧載體中金屬硫化物所導(dǎo)致的硫沉積，也可能來源于氧載體顆粒的吸附作用[75]。而對于以煤為主的固體燃料化學(xué)鏈燃燒，除金屬硫化物外，燃料反應(yīng)器中部分未燃盡的含硫半焦也會隨氧載體進(jìn)入空氣反應(yīng)器中，從而導(dǎo)致SO2從空氣反應(yīng)器出口釋放[76]。圖1-3為煤化學(xué)鏈燃燒中硫的演化分布簡圖[77]。圖1-3煤化學(xué)鏈燃燒中硫的演化分布簡圖Fig1-3Evolutionanddistributionofsulfurincoal-fueledchemicalloopingcombustion在煤化學(xué)鏈燃燒過程中，除了氣相硫組分與固相氧載體的氣-固反應(yīng)外，各種氣相二次反應(yīng)對含硫氣體演化分布的影響同樣不可忽略[78]。氣相二次反應(yīng)極為龐雜，圖1-4為煤中不同氣相硫（H2S、COS、SO2、CS2、S2等）之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。圖1-4氣相硫之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖Fig1-4Transformationrelationshipbetweengaseoussulfur

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3621465