煤炭分级利用技术可有效提高煤炭利用率,但无法解决CO_2减排问题,而化学链氧解耦燃烧技术(chemical looping with oxygen uncoupling,CLOU)可有效处理半焦,实现CO_2捕集并减少有害物质NOx的生成。结合CLOU和煤分级利用技术,提出一种新...煤炭分级利用技术可有效提高煤炭利用率,但无法解决CO_2减排问题,而化学链氧解耦燃烧技术(chemical looping with oxygen uncoupling,CLOU)可有效处理半焦,实现CO_2捕集并减少有害物质NOx的生成。结合CLOU和煤分级利用技术,提出一种新型的煤炭高效利用系统,并通过Aspen Plus对该新型系统进行过程模拟和分析。结果表明,相比于常规煤分级利用系统,该系统的系统效率提高了2.12个百分点,效率提高了20.68%,系统损降低了22.04%,实现了能量的高效利用。耦合CLOU的煤分级利用系统的烟气中CO_2浓度高达96.21%,经冷凝可获取高纯度CO_2产品;NOx含量显著降低,能够有效的降低半焦燃烧过程中NOx的排放。耦合CLOU的煤分级利用系统将是一种具有发展前景的CO_2捕集和环境友好型的煤炭高效利用技术。展开更多
化学链氧解耦(CLOU)是基于化学链燃烧(CLC)技术的一种新型燃烧方式,具有CO2内分离的优良特性。具有良好吸氧释氧性能的氧载体是CLOU技术的关键,其宏观层面的反应性决定于其微观层面的晶格氧传输机理,但目前对这种微观机理的研究非常缺...化学链氧解耦(CLOU)是基于化学链燃烧(CLC)技术的一种新型燃烧方式,具有CO2内分离的优良特性。具有良好吸氧释氧性能的氧载体是CLOU技术的关键,其宏观层面的反应性决定于其微观层面的晶格氧传输机理,但目前对这种微观机理的研究非常缺乏。本文采用量子化学计算方法——密度泛函理论(DFT)研究Cu O氧载体释氧的微观机理,构建了Cu O团簇及Cu O平板模型,模拟团簇及表面的释氧过程。Cu O平板模型释氧包括O原子在Cu O内部扩散、表面O2的形成及释放过程。结果表明:Cu O(111)表面释氧过程的最高能量势垒为3.16 e V,与实验值3.39 e V接近,低于Cu O团簇模型的释氧能量势垒3.51 e V;此外,O原子在Cu O(111)内部的扩散势垒仅为0.87 e V,说明Cu O(111)释氧的限制步骤是表面O2的形成过程。展开更多
文摘化学链氧解耦(CLOU)是基于化学链燃烧(CLC)技术的一种新型燃烧方式,具有CO2内分离的优良特性。具有良好吸氧释氧性能的氧载体是CLOU技术的关键,其宏观层面的反应性决定于其微观层面的晶格氧传输机理,但目前对这种微观机理的研究非常缺乏。本文采用量子化学计算方法——密度泛函理论(DFT)研究Cu O氧载体释氧的微观机理,构建了Cu O团簇及Cu O平板模型,模拟团簇及表面的释氧过程。Cu O平板模型释氧包括O原子在Cu O内部扩散、表面O2的形成及释放过程。结果表明:Cu O(111)表面释氧过程的最高能量势垒为3.16 e V,与实验值3.39 e V接近,低于Cu O团簇模型的释氧能量势垒3.51 e V;此外,O原子在Cu O(111)内部的扩散势垒仅为0.87 e V,说明Cu O(111)释氧的限制步骤是表面O2的形成过程。
