我國(guó)煤炭占據(jù)一次能源主導(dǎo)地位的情勢(shì)短時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變,且隨著全球?qū)τ贑O2排放的關(guān)注日益增加,煤的清潔高效利用研究具有重要意義。鈣循環(huán)內(nèi)在碳捕集氣化工藝在煤氣化過(guò)程中利用CaO吸收煤氣中CO2強(qiáng)化制氫,得到富H2合成氣。因受CaO吸收CO2溫度窗口限制,氣化爐內(nèi)整體溫度維持在650～800℃中溫范圍內(nèi),則可能會(huì)影響氣化反應(yīng)速率。以新疆準(zhǔn)東煤為代表的高堿煤儲(chǔ)量豐富,其中的堿金屬可催化氣化提高氣化反應(yīng)速率,同時(shí)較低的氣化溫度也有望降低氣化過(guò)程中堿金屬的揮發(fā),緩解高堿煤燃燒過(guò)程中帶來(lái)的粘結(jié)、腐蝕等問(wèn)題。因此,本文基于鈣循環(huán)內(nèi)在碳捕集氣化工藝,開(kāi)展了準(zhǔn)東煤氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及產(chǎn)氣特性的研究,并針對(duì)CaO在循環(huán)氣化過(guò)程中的失活問(wèn)題,開(kāi)展了鈣基吸收劑改性實(shí)驗(yàn)研究。具體工作如下:1、堿金屬賦存形態(tài)對(duì)準(zhǔn)東煤氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響對(duì)準(zhǔn)東煤進(jìn)行水洗或酸洗處理萃取不同賦存形態(tài)的堿金屬,獲得準(zhǔn)東煤中不同賦存形態(tài)堿金屬含量,并通過(guò)加壓熱重分析儀開(kāi)展準(zhǔn)東煤原煤、水洗煤和酸洗煤的氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,明確了不同賦存形態(tài)堿金屬對(duì)煤氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律。分別利用縮核模型、均相模型和修正體積模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合對(duì)比... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

全球能源消費(fèi)量[Itl(單位:百萬(wàn)噸油當(dāng)量)

???第１章緒論???中（：０２濃度較高，采用低溫甲醇洗等物理吸收ｃｏ２更為合適。吸附法利用吸附??劑選擇性的對(duì)混合氣中的Ｃ〇２通過(guò)可逆吸附作用來(lái)分離回收Ｃ〇２，主要有變溫吸??附法（ＴＳＡ）、變壓吸附法（ＰＳＡ）、變溫變壓結(jié)合吸附（ＰＴＳＡ）等。該方法一??大缺點(diǎn)為Ｃ０２分離率低，使用成本高。膜分離法主要利用特定材料為氣體中Ｃ〇２??與吸收溶液提供高比表面積，使得吸收劑選擇性吸收滲透Ｃ〇２來(lái)達(dá)到分離冃的。??深冷分離法又稱低溫精餾法，該方法旨在通過(guò)加壓降溫將氣體中高濃度的Ｃ〇２??進(jìn)行液化分離，但深冷過(guò)程能耗較高，設(shè)備投資大。燃燒前Ｃ〇２捕集主要適用??于煤氣化系統(tǒng)，在燃料燃燒之前脫除含碳組分。傳統(tǒng)的煤氣化制氫的過(guò)程中，先??將煤氣化得到以Ｃ０和Ｈ２為主的合成氣，經(jīng)過(guò)凈化脫硫后進(jìn)行水汽變換反應(yīng)，??增加氫氣產(chǎn)量同時(shí)提高ｃｏ２濃度，再分離ｃｏ２提純封存。該捕集方法提高了?Ｃ０２??捕集濃度，降低了分離能耗。富氧燃燒在〇２／Ｃ〇２氣氛下對(duì)燃料進(jìn)行燃燒，從而??實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氣中Ｃ〇２高濃度的目的，可對(duì)煙氣直接封存，降低捕集能耗。雖然捕集??Ｃ０２的能耗小，但是提供〇２的空分過(guò)程能耗增加，制氧技術(shù)投資將大幅度提高。??

以ＣａＯ為Ｃ０２接受體的煤氣化技術(shù)可追溯至二十世紀(jì)七十年代??Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ煤炭公司開(kāi)發(fā)的針對(duì)褐煤和亞煙煤的Ｃ〇２接受體氣化技術(shù)［１７］，其原??理見(jiàn)圖１．３。與常規(guī)的氣化技術(shù)相比，Ｃ０２接受體氣化法在氣化爐內(nèi)引入了?ＣａＯ，??采用水蒸氣作為氣化劑，在氣化的同時(shí)捕集Ｃ０２。生成的ＣａＣ０３與反應(yīng)未完全??的半焦在再生爐內(nèi)煅燒分解，重新生成Ｃａ〇循環(huán)使用［１￣。??ｈ２?煙氣??＇?一」—、??ＣａＣ０３、半雋??氣化爐??＾?再生爐??Ｉ?！?Ｉ??煤?＾?，?．－乂４凝減■均喊縫??？ＣＯｊ??＼?■?／?．?？?．／?＼?．？?????Ｉ?１??水蒸氣?空氣??圖１．３?（：０２接受體法氣化技術(shù)原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｃ０２?ａｃｃｅｐｔｏｒ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]新疆準(zhǔn)東高堿煤流態(tài)化氣化過(guò)程中堿金屬的遷移特性[J]. 宋國(guó)良,齊曉賓,宋維健,呂清剛.  過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2015(04)
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[9]添加劑改善鈣基CO2吸收劑的循環(huán)特性[J]. 喬春珍,肖云漢.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2011(04)
[10]高溫下鈣基吸收劑循環(huán)吸收CO2的研究進(jìn)展[J]. 李芹超,陜紹云,賈慶明,蔣麗紅,王亞明.  化工新型材料. 2011(05)

博士論文
[1]基于CaO載碳體的煤化學(xué)鏈氣化關(guān)鍵過(guò)程實(shí)驗(yàn)研究[D]. 榮鼐.浙江大學(xué) 2015
[2]煤直接制甲烷的熱力學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 程曉磊.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2013
[3]CaSO4載氧體應(yīng)用于CaO再生過(guò)程的熱力學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 樊騰飛.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2013
[4]高溫固體吸附劑循環(huán)捕獲燃煤煙氣CO2的實(shí)驗(yàn)與動(dòng)力學(xué)研究[D]. 王珂.華中科技大學(xué) 2011
[5]含碳能源直接制氫的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王峰.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2007

碩士論文
[1]準(zhǔn)東煤熱解過(guò)程中羧酸鈉的轉(zhuǎn)化及其對(duì)熱解特性的影響[D]. 吳東陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]準(zhǔn)東煤熱解及氣化反應(yīng)特性研究[D]. 董倩.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2015
[3]新型近零排放煤氣化燃燒綜合利用系統(tǒng)分析與優(yōu)化[D]. 孫登科.浙江大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3588589