煤化学链燃烧过程颗粒分离冷态试验研究文献综述

 2022-10-23 10:10
  1. 文献综述(或调研报告):

煤化学链燃烧过程颗粒分离冷态试验研究文献综述

摘要:文章主要介绍了国内外煤化学链燃烧技术的发展和研究状况,包括以煤气化产物为燃料的煤间接化学链燃烧技术和直接以煤为燃料的化学链燃烧技术,其中直接以煤为燃料的化学链燃烧技术具有系统简单、运行成本低的显著的经济优势。而高效的炭颗粒分离器是现在的研究热点,它可以有效地提升化学链燃烧中的碳捕集效率。

关键词:捕集;化学链燃烧技术;直接CLC技术;碳颗粒分离器;

引言

减少的排放是目前应对全球变暖和温室效应的主要手段。而我国目前的能源结构是以火力发电为主,面临着巨大的减排压力,开发高效的燃煤分离技术实现减排目标,具有重大的社会意义和经济价值。燃煤减排的核心在于回收高浓度的,以便于之后的封存。当前的燃煤回收技术包括燃烧前、纯氧燃烧及燃烧后三种,这些方法在实现燃煤电厂回收的同时会导致发电系统效率的极大降低和发电成本的增高。所以需要探索研究新型的减排技术来实现减排,而化学链燃烧技术就是这样一种高效分离方法。

  1. 煤化学链燃烧研究进展

化学链燃烧技术(CLC)作为燃料和空气非混合燃烧技术,以氧载体代替空气,避免了空气和煤炭的直接燃烧反应。。化学链燃烧系统主要由两个反应器构成,分别是空气反应器和燃料反应器,两个反应器之间的循环物料为载氧体。在空气反应器中,空气中的气相氧通过载氧体的表界面氧化反应转化为载氧体体相中的晶格氧;在燃料反应器中,气相中的还原性气体通过载氧体的表界面还原反应将体相晶格氧传递给燃料,生成和,从而避免了燃烧产物被空气中的所稀释。

以煤为燃料的CLC技术可以分为煤间接CLC技术以及煤直接CLC技术两种。煤间接CLC技术时,以煤气化产物为燃料,具有较高的反应速率,无需氧载体与煤灰的分离,避免了煤灰对氧载体反应活性的影响。但是纯氧的生产以及独立气化器的使用导致系统复杂化,系统运行成本大大增加。

而根据氧载体是否需要在不同反应器中传递,直接以煤为燃料的CLC技术可以进一步分为原位煤CLC技术和串型流化床煤CLC技术两种。在直接以煤为燃料的CLC技术中,过低的煤气化速率限制了煤的充分转化。Mattisson提出了氧解耦化学链技术(CLOU)。该技术利用一些在较低温度和氧分压下具有分解并释放O2功能的金属氧化物(如、和)作为氧载体。与原位煤CLC和串行流化床煤CLC这2种技术相比,在煤CLOU技术中,煤直接与进行氧化反应,避免了煤气化过程的限制,有效地提高了煤反应速率,促进了煤的充分转化。

2.化学链燃烧中炭颗粒分离器的实验研究现状.

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