催化剂添加量对褐煤焦水蒸气气化反应性的影响

在固定床反应器中研究了碱金属K和碱土金属Ca对褐煤焦水蒸气气化的催化效果,考察了煤焦的气化反应性随催化剂添加量的关系,并采用扫描电子显微镜结合X射线能谱分析仪(SEM EDX)和XRD技术分析了煤焦和焦样气化残渣的晶相组成和表面形态。实验结果表明,K的催化活性比Ca的高,煤焦的气化反应性随K和Ca添加量的增大而提高,K和Ca的负荷饱和度均为10％。添加K和Ca催化剂的原煤制焦后,K和Ca分布在煤焦的表面。原煤焦气化残渣中主要含钙铝黄长石。添加K的煤焦及其气化残渣中主要含钙铝黄长石和Ca3Si2O7,XRD没有检测到含K的晶体。当Ca的添加量从5％升高到10％时,煤焦表面有大量的CaO存在,但由于CaO发生团聚使其分散度降低。Ca添加量为10％的煤焦气化残渣中除了钙橄榄石和钙铝黄长石,还有未与矿物质反应的CaO和Ca(OH)2。     

钙基二氧化碳吸收剂循环反应特性

对分析纯碳酸钙和三种白云石与CO2的循环反应特性进行实验研究。实验结果表明,分析纯碳酸钙的二氧化碳吸收能力随循环次数的增加而快速下降,当其达到一定值后基本不再变化,活性下降原因主要是由氧化钙烧结所引起;由于白云石中惰性物质氧化镁的存在而部分减缓了吸收剂的烧结,所以使白云石的循环稳定性要优于分析纯碳酸钙。     

金属催化剂对褐煤热解气体产物析出影响的实验研究

利用固定床反应器研究了褐煤和添加碱金属K、碱土金属ca、和过渡金属Ni和Fe后的煤样热解时气体产物随温度的变化.实验结果表明,在热解的起始阶段,CO2最先析出,随着温度的升高,CO2的浓度逐渐下降.H2的浓度随温度的升高逐渐增大,到1173 K时,H2的体积分数达80%.CH4的浓度随温度的升高先增大后降低,在某一温度值达到最大值,峰值对应的温度与催化剂种类有关.CO的浓度的变化曲线与催化剂的种类密切相关.碱金属、碱土金属和过渡金属催化剂的添加,改变了煤热解时气体产物的析出过程.原煤及其热解后的焦,以及添加不同金属催化剂的煤和其煤焦均具有不规则的粗糙表面和直的管壁状结构两种表面形态,这两种表面形态与煤中含有的惰性组和镜质组两种显微组织有关.     

吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢循环反应模拟

吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢反应可以生成高浓度的H2和较低浓度的CO、CO2。研究建立了考虑钙基吸收剂活性下降对吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢过程影响的多次循环反应模型,在实验数据验证的基础上,计算了三种吸收剂活性下降特性对吸收增强式重整制氢过程的影响。结果表明,对于石灰石吸收剂,产生高纯H2的时间随循环次数的增加而急剧下降;白云石循环反应活性提高,产生高纯H2的时间随循环次数的增加而缓慢下降;CaO/Ca12Al14O33的循环使用次数明显大于石灰石和白云石。     

钙基CO2吸收剂的种类和粒径对循环煅烧/碳酸化的影响

在流化床反应器内研究了吸收剂种类(石灰石、白云石)和颗粒粒径(90～200μm和200～450μm)对钙基吸收剂碳酸化特性、煅烧特性以及循环稳定性的影响,并对新型CaO/Ca12Al14O33吸收剂的循环稳定性进行研究.结果表明:钙基吸收剂在流化床内均能有效吸收CO2.在碳酸化阶段,吸收剂种类对吸收剂的吸收特性影响较大,而颗粒粒径对其影响较小;在煅烧阶段,CaCO3分解速率随颗粒粒径的减小而增大.随着循环反应次数的增加,钙基吸收剂反应活性下降,相对于白云石和石灰石,CaO/Ca12Al14O33具有更高的循环稳定性,并在七次循环后活性不再发生变化.对于石灰石吸收剂,循环稳定性随循环次数的变化受粒径影响较小.白云石吸收剂由于在循环中容易破碎,因此粒径对其循环稳定性有一定的影响.     

利用钙钛矿型氧化物制取O2-CO2混合气体的实验研究

针对O2/CO2燃烧的特点,提出了利用O2/CO2燃烧再循环烟气直接制取O2-CO2混合气体的方法.采用溶胶-凝胶法制备了五种钙钛矿型金属氧化物,利用热重分析仪(TGA)分别考察了这五种物质对空气中O2的吸附特性,以及在CO2气氛下与CO2的反应特性.结果表明,所制备的五种钙钛矿型金属氧化物都能吸附空气中的O2,但均会与CO2存在不同程度的反应,其中新合成的两种钙钛矿型金属氧化物材料能显著减弱这一不利反应.     

SOFC-GT混合系统的参数分布与动态特性数值模拟

数值模拟是固体氧化物燃料电池(SOFC)-燃气轮机(GT)混合发电技术发展的重要手段。基于自主开发的SOFC-GT混合发电系统多层次模型库,与西门子-西屋公司的示范系统额定工况试验数据对比,本模型的稳态精度优于高级能量系统分析工具(APSAT),并可用于温度、气体组分、电池极化等参数分布和动态特性分析,对于系统的稳态性能优化与负荷跟随策略具有重要意义。     

整体高炉煤气联合循环(IBFGCC)发电系统性能分析

本文基于总能系统概念讨论整体高炉煤气联合循环(IBFGCC)发电系统及其特点;以高炉富氧喷煤实验数据为基础,进行数值模拟;同时对IBFGCC系统进行性能分析,探讨了鼓风富氧量、制氧耗功等一些主要参数对系统性能的影响规律;揭示了随着高炉煤比增加、焦比降低及富氧率的增加,联合循环发电量亦有较大幅度增加,为IBFGCC的应用提供参考依据。