基于赤铁矿载氧体的串行流化床煤化学链燃烧试验 被引量：22

1

作者 顾海明 吴家桦 +2 位作者 郝建刚 沈来宏 肖军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第17期51-56,共6页

建立1kW级串行流化床反应器系统,以赤铁矿为载氧体进行了煤化学链燃烧试验。验证载氧体的持续循环能力,讨论燃料反应器温度对气体产物组成及CO2捕集效率的影响。在连续10h的试验中,载氧体展现出良好的稳定性和反应活性;随着温度由900℃... 建立1kW级串行流化床反应器系统,以赤铁矿为载氧体进行了煤化学链燃烧试验。验证载氧体的持续循环能力,讨论燃料反应器温度对气体产物组成及CO2捕集效率的影响。在连续10h的试验中,载氧体展现出良好的稳定性和反应活性;随着温度由900℃升到985℃,燃料反应器中CO和CO2浓度迅速增加,空气反应器中CO2浓度则呈线性下降;较高的温度有利于提高CO2捕集效率。用BET比表面积、扫描电子显微镜和X-射线衍射对使用前后的载氧体进行表征,结果表明:表面轻微的烧结导致使用过的载氧体比表面积和空隙容积都有所下降;载氧体仍保持多孔结构,这有利于其与气体之间的反应。由于喷动床高速射流的存在,载氧体颗粒之间没有团聚现象。该种赤铁矿是实现煤化学链燃烧比较理想的载氧体。 展开更多

关键词 化学链燃烧 串行流化床 煤 载氧体 赤铁矿

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基于赤铁矿载氧体的煤化学链燃烧试验 被引量：17

2

作者 顾海明 沈来宏 +2 位作者 吴家桦 肖军 张思文 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期179-185,共7页

化学链燃烧是一种具有CO2内分离特性的燃烧方式。以赤铁矿为载氧体,在1kWth级串行流化床上进行了煤化学链燃烧试验。讨论了燃料反应器温度对气体产物组分的影响;比较了各反应参数对煤气化效率、煤气化产物的转化效率及碳捕集效率的影响... 化学链燃烧是一种具有CO2内分离特性的燃烧方式。以赤铁矿为载氧体,在1kWth级串行流化床上进行了煤化学链燃烧试验。讨论了燃料反应器温度对气体产物组分的影响;比较了各反应参数对煤气化效率、煤气化产物的转化效率及碳捕集效率的影响情况,分析了煤中硫的排放问题。试验结果表明:温度由900℃升高到985℃,燃料反应器中CO体积份额逐渐增加,CO2体积份额逐渐减小,空气反应器中CO2浓度呈线性下降。燃料反应器温度的升高促进煤气化效率及碳捕集效率大大提高。载氧体量和系统负荷是煤气化产物转化效率的主要影响因素,载氧体量的增加和负荷的增加分别会使煤气化产物转化效率提高和下降。燃料反应器中的硫主要以SO2形式存在于燃料反应器,随温度的升高,SO2浓度由515×10-6逐渐增加到562×10-6。 展开更多

关键词 串行流化床 煤 化学链燃烧 载氧体 铁矿石

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CH_4化学链燃烧串行流化床连续实验研究 被引量：10

3

作者 马琎晨 赵海波 +3 位作者 田鑫 魏义杰 张永亮 郑楚光 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期530-536,共7页

在新设计的串行流化床反应器系统中,采用天然赤铁矿作为氧载体进行了连续CH_4化学链燃烧实验.研究了在不同反应温度(900,℃、950,℃、1,000,℃)、不同热功率(1.00,k Wth、1.25,k Wth、1.50,k Wth)时燃料反应器对CH_4转化率及CO_2气产率... 在新设计的串行流化床反应器系统中,采用天然赤铁矿作为氧载体进行了连续CH_4化学链燃烧实验.研究了在不同反应温度(900,℃、950,℃、1,000,℃)、不同热功率(1.00,k Wth、1.25,k Wth、1.50,k Wth)时燃料反应器对CH_4转化率及CO_2气产率的影响.对新鲜和反应后的赤铁矿氧载体的比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)的表征测试表明:表面轻微的烧结和磨损导致使用过的氧载体比表面积有所下降;氧载体仍保持多孔结构,有利于其与燃料气体之间的充分接触和反应;氧载体颗粒之间没有团聚现象.对新鲜样品和连续运行100,h后的样品在TGA上进行载氧能力测试,结果表明,连续运行100,h后的氧载体载氧能力保持良好.CH_4化学链燃烧串行流化床连续运行实验验证了反应器设计和运行的可行性,同时也证明该种赤铁矿是实现化学链燃烧比较理想的氧载体. 展开更多

关键词 化学链燃烧 串行流化床 赤铁矿 CH4 CO2捕集

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基于草木灰修饰铁矿石的串行流化床化学链燃烧 被引量：9

4

作者 高正平 黄启龙 +1 位作者 顾海明 沈来宏 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期397-405,共9页

采用草木灰对铁矿石载氧体进行修饰,在1kW_(th)串行流化床反应器上,以合成气(CO+H_2+CH_4)为燃料进行了化学链实验,对其反应活性进行测试。结果表明:生物质灰修饰铁矿石载氧体在1kW_(th)串行流化床上表现出较高的反应活性,且反应温度越... 采用草木灰对铁矿石载氧体进行修饰,在1kW_(th)串行流化床反应器上,以合成气(CO+H_2+CH_4)为燃料进行了化学链实验,对其反应活性进行测试。结果表明:生物质灰修饰铁矿石载氧体在1kW_(th)串行流化床上表现出较高的反应活性,且反应温度越高,反应活性越好;燃料反应器出口CO和CH_4体积分数显著降低,930℃下分别为0.12%和2.63%,与采用纯铁矿石相比分别降低了97.3%和16.0%,CO_2捕集效率提升明显,最大值达89.38%;SEM分析表明,反应后的铁矿石颗粒表面出现了晶粒熔融粘接的现象,但生物质灰修饰铁矿石的孔隙结构仍较为明显;EDS分析表明生物质灰修饰铁矿石中K的负载情况较为稳定,没有出现明显的流失现象。 展开更多

关键词 草木灰 铁矿石 载氧体 串行流化床 化学链燃烧

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串行流化床内气固流动控制 被引量：9

5

作者 吴家桦 沈来宏 +1 位作者 肖军 卢海勇 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2753-2758,共6页

针对化学链燃烧分离CO2技术特点,在一串行流化床(循环床+喷动床)冷态实验装置上,以CaSO4载氧体为实验原料(dp=0.6mm),研究串行流化床气固流动特性。基于床内压力分布特征,提出将循环床(空气反应器)沿床高方向划分为鼓泡段和快速流化段2... 针对化学链燃烧分离CO2技术特点,在一串行流化床(循环床+喷动床)冷态实验装置上,以CaSO4载氧体为实验原料(dp=0.6mm),研究串行流化床气固流动特性。基于床内压力分布特征,提出将循环床(空气反应器)沿床高方向划分为鼓泡段和快速流化段2个流型区域,将喷动床(燃料反应器)沿床高方向划分为喷动段、鼓泡段和悬浮段3个流型区域,得出串行流化床内气固流动控制机理。研究并考察了循环床流化风速度、喷动床喷动风速度对串行流化床内反应器间(空气反应器和燃料反应器)气体串混、颗粒循环速率以及床层压降的影响。研究结果表明,流化风是床内颗粒循环的驱动力,流化风速度应控制在3.77～4.05m.s-1;喷动风速度对床内颗粒循环以及系统稳定运行起着关键作用,建议将喷动风速度控制在0.42～0.56m.s-1。 展开更多

关键词 串行流化床 流化速度 气体串混 颗粒循环速率

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串行流化床生物质气化动力学模拟 被引量：8

6

作者 诸林 蒋鹏 +2 位作者 范峻铭 诸佳 李璐伶 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期114-118,共5页

生物质是一种清洁、可再生能源,来源广泛。串行流化床气化工艺将生物质气化和燃烧过程分离,具有气化温度较低和合成气浓度高等优点,是国内外学者进行生物质能源利用研究的热点之一。为模拟其气化过程,针对松木和玉米秸秆这2种生物质原料... 生物质是一种清洁、可再生能源,来源广泛。串行流化床气化工艺将生物质气化和燃烧过程分离,具有气化温度较低和合成气浓度高等优点,是国内外学者进行生物质能源利用研究的热点之一。为模拟其气化过程,针对松木和玉米秸秆这2种生物质原料,以水蒸气为气化介质,结合气化反应动力学方程,利用Aspen Plus系统(V7.2)对串行流化床生物质气化过程进行了动力学模拟,考察了进料水蒸气与生物质质量比(S/B)和气化温度对气化干气组成和产率的影响。模拟结果表明:①S/B值的变化、气化湿度的变化对松木和玉米秸秆气化所得干气组成及产率的影响趋势是一致的,但随着S/B增加,松木和玉米秸秆气化所得干气产率增加,CO_2和H_2含量升高,CO含量降低;②随着气化温度的升高,干气中H_2和CO_2含量逐渐降低,CO含量和干气产率增加;③在相同研究条件下,松木气化所得干气中的H_2含量与玉米秸秆气化相当,但产率优于玉米秸秆气化的产率。 展开更多

关键词 串行流化床 生物质 气化 动力学 ASPEN PLUS 模拟 气化器 燃烧器

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串行流化床煤气化试验 被引量：5

7

作者 吴家桦 沈来宏 +2 位作者 肖军 卢海勇 王雷 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期2103-2110,共8页

针对串行流化床煤气化技术特点,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行煤气化特性的试验研究,考察了气化反应器温度、蒸汽煤比对煤气组成、热值、冷煤气效率和碳转化率的影响。结果表明,燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应... 针对串行流化床煤气化技术特点,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行煤气化特性的试验研究,考察了气化反应器温度、蒸汽煤比对煤气组成、热值、冷煤气效率和碳转化率的影响。结果表明,燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该煤气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N2的高品质合成气。随着气化反应器温度的升高、蒸汽煤比的增加,煤气热值和冷煤气效率均会提高,但对碳转化率影响有所不同。在试验阶段获得的最高煤气热值为6.9MJ.m-3,冷煤气效率为68%,碳转化率为92%。 展开更多

关键词 串行流化床 煤气化 合成气

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串行流化床内气体串混特性 被引量：4

8

作者 张思文 吴家桦 +2 位作者 顾海明 沈来宏 肖军 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2017-2024,共8页

串行流化床反应器间的气体串混是影响化学链燃烧过程的关键因素之一,采用串行流化床冷态试验装置,通过改变各反应器入口流化数,考察反应器间的串混量及串混率。反应器之间的气体串混路径可能有空气反应器和燃料反应器之间的气体串混、... 串行流化床反应器间的气体串混是影响化学链燃烧过程的关键因素之一,采用串行流化床冷态试验装置,通过改变各反应器入口流化数,考察反应器间的串混量及串混率。反应器之间的气体串混路径可能有空气反应器和燃料反应器之间的气体串混、燃料反应器内气体向旋风分离器串混、隔离器气体在空气反应器和燃料反应器内的分布。结果表明,在空气反应器和燃料反应器之间加设隔离器能有效阻止两个反应器之间发生气体串混;燃料反应器内少许气体通过反应器内料腿向上串混到旋风分离器排气中,串混率约为2%,这使得该串行流化床化学链燃烧的理论碳捕集效率可以达到98%;燃料反应器流化风速对隔离器内气体在两个反应器的分布影响较小,采用水蒸气流化可避免隔离器气体向空气反应器和燃料反应器内串混所带来的影响。 展开更多

关键词 化学链燃烧 串行流化床 气体串混 CO2分离

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煤基化学链燃烧串行流化床的冷态试验研究 被引量：3

9

作者 马琎晨 赵海波 +2 位作者 梅道锋 郭磊 郑楚光 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期909-915,共7页

采用"湍动床+快速床"作为煤基化学链燃烧(CLC)系统的空气反应器(AR),鼓泡床作为燃料反应器(FR),设计了流动密封阀和旋风分离器,分别用于隔绝2个反应器之间的气氛和进行气固分离,在冷态试验装置上分析研究了CLC系统的压力分布... 采用"湍动床+快速床"作为煤基化学链燃烧(CLC)系统的空气反应器(AR),鼓泡床作为燃料反应器(FR),设计了流动密封阀和旋风分离器,分别用于隔绝2个反应器之间的气氛和进行气固分离,在冷态试验装置上分析研究了CLC系统的压力分布、固体循环流量、气体泄漏率及煤灰与循环载体的分离效果.结果表明:该串行流化床反应器之间气氛隔绝性良好,气体泄漏率较低,固体循环流量达到甚至超过设计标准,FR二级旋风分离器的分离效率接近100%,FR中煤灰进入AR的质量分数小于1.55%,煤灰分离效果良好;装置可以长时间连续稳定运行,且操作气速范围较广,自行设计建造的循环流化床作为煤基化学链燃烧试验装置是可行的. 展开更多

关键词 串行流化床 化学链燃烧 CO2捕集 冷态试验

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串行流化床生物质气化费托(FT)合成的模拟 被引量：3

10

作者 江宏玲 肖军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1396-1403,共8页

文章以生物质稻秸为研究对象，利用AspenPlus软件建立了串行流化床生物质合成气费托（Fischer-Tropsch，FT）合成的模型，研究了不同反应条件包括气化温度、气化压力、气化过程水蒸气与生物质的比率（m（S）／m（B））、合成气中n（H2）... 文章以生物质稻秸为研究对象，利用AspenPlus软件建立了串行流化床生物质合成气费托（Fischer-Tropsch，FT）合成的模型，研究了不同反应条件包括气化温度、气化压力、气化过程水蒸气与生物质的比率（m（S）／m（B））、合成气中n（H2）／n（CO）、合成温度以及合成压力对合成工艺的影响。结果表明．采用蛋壳型钻基催化剂，对于制费托合成油为目的的串行流化床生物质气化系统，用于费托合成的适宜工况条件为：建议气化温度850℃左右，气化压力0．1MPa．m（S）／m（B）约为0．4，合成气中n（H2）／n（CO）保持在2．0～2．1之间．合成反应温度取220℃为佳，反应压力选取2．0MPa左右。在此工况下．每kg稻秸可以获得约为0．54mol的费托合成油。 展开更多

关键词 串行流化床 生物质气化 费托合成油 流程模拟 Aspen Plus软件

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新型串行流化床流体动力学研究

11

作者 宋鸣航 王涛 +1 位作者 刘晶晶 刘永卓 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第5期30-34,共5页

提出了一种用于固体燃料化学链燃烧的新型串行流化床,将燃料反应器设计为不同流型的两段,即快速的混合反应段和低速的未反应碳分离段。混合反应段的射流进料强化了物料的混合,可以实现颗粒性质差异大的载氧体-固体燃料间的充分混合反应... 提出了一种用于固体燃料化学链燃烧的新型串行流化床,将燃料反应器设计为不同流型的两段,即快速的混合反应段和低速的未反应碳分离段。混合反应段的射流进料强化了物料的混合,可以实现颗粒性质差异大的载氧体-固体燃料间的充分混合反应;未反应碳分离段代替了碳捕获器的作用,降低了反应装置的复杂性。采用石英砂代替载氧体作为床料,空气作为流化气体,在自行搭建的冷模装置上对提出的新型串行流化床的流体动力学进行了研究。研究表明:冷态系统连续运行平稳,快速混合反应段的一级燃料反应器的固含率εs>0.15,属于高密度流化状态,较高的颗粒浓度强化了载氧体-固体燃料间的反应。另外,颗粒浓度随着表观气速增加而降低,固体循环率随着表观气速的增加而增大。 展开更多

关键词 串行流化床 化学链燃烧 两级燃料反应器 流体动力学

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内循环串行流化床生物质催化热解试验研究 被引量：6

12

作者 叶江明 潘其文 +3 位作者 张会岩 王邓惠 何光莹 肖睿 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期220-226,共7页

在处理量为0.2 kg/h的新型内循环串行流化床(IIFB)上进行了生物质催化热解制油的试验研究.以木屑为原料、石英砂为热载体,研究了在没有催化剂条件下反应温度对热解产物分布的影响;以HZSM-5催化剂与石英砂混合物为床料进行了催化热解试验... 在处理量为0.2 kg/h的新型内循环串行流化床(IIFB)上进行了生物质催化热解制油的试验研究.以木屑为原料、石英砂为热载体,研究了在没有催化剂条件下反应温度对热解产物分布的影响;以HZSM-5催化剂与石英砂混合物为床料进行了催化热解试验,并对热解产物和反应后的催化剂进行了表征分析.结果表明:反应温度为515℃时,液体产物的收率最高.HZSM-5催化剂的加入促进了气体以及焦炭的生成,使液体产物的收率降低,且催化剂体积分数越大,影响越显著.催化剂表面的积炭经燃烧反应后被除去,催化剂的稳定性得到改善.热解不可冷凝气体的主要成分为CO和CO2,随着热解温度的升高,CO2产量下降,CO和CH4的产量增加.经HZSM-5催化热解后,生物油中的酸、醛和酮类物质含量明显减少,而小分子的烃类与酚类物质含量明显增加,表明催化剂具有明显的脱氧效果. 展开更多

关键词 生物质 快速热解 内循环串行流化床 催化剂 生物油

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利用钙基吸收剂连续分离烟气中CO2的双流化床实验研究 被引量：1

13

作者 房凡 李振山 蔡宁生 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1061-1064,共4页

钙基吸收剂循环煅烧／碳酸化法（CCRs）是捕集燃煤电厂烟气中CO2的一种潜在技术。利用双流化床反应器实现连续高效捕集烟气中的CO2是此技术应用到实际的关键。本文利用天然白云石，采用双鼓泡流化床反应器，连续捕集烟气中的CO2。试验... 钙基吸收剂循环煅烧／碳酸化法（CCRs）是捕集燃煤电厂烟气中CO2的一种潜在技术。利用双流化床反应器实现连续高效捕集烟气中的CO2是此技术应用到实际的关键。本文利用天然白云石，采用双鼓泡流化床反应器，连续捕集烟气中的CO2。试验结果表明，所采用的双流化床反应器可以实现两个反应器之间物料连续稳定地交换，并长时间连续高效捕集烟气中的CO2，捕集效率超过90％。 展开更多

关键词 双流化床反应器 煅烧 碳酸化 CO2捕集

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