旋流型O_2/CO_2煤粉燃烧器的流动及燃烧试验研究

O2/CO2循环燃烧技术可以提高烟气中的CO2浓度(90%以上),被认为是一种效率高、风险低的CO2捕集方式,易于在现有火力发电锅炉技术的基础上进行应用或改造。对旋流型O2/CO2煤粉燃烧器进行了冷态流场试验,并在0.3MW的热态试验台上进行了该燃烧器的空气气氛和O2/CO2气氛下的煤粉燃烧实验。研究结果表明,沿该燃烧器出口圆周上的速度分布比较均匀,在流场中心有回流区形成,回流区的相对长度L=1.38～1.70,相对宽度为B=0.39～0.53,扩张角β=36°～50°。该燃烧器形成的流场能够较好地满足煤粉在空气条件、O2/CO2气氛条件下着火燃烧的需要。煤粉在O2/CO2气氛,O2浓度为23%时,其着火性能优于常规空气,且燃烧后的烟气中CO2浓度可以达到90%以上。     

甲烷临氧耦合CO_2重整特性的热力学分析

从理论上分析了甲烷临氧耦合CO2重整特性的影响因素,并与无氧体系进行了对比。结果表明:温度升高,甲烷和CO2转化率都升高,且整个反应在温度为1100K已表现出良好效果,甲烷及CO2转化率分别达到96.63%和91.73%;氧碳比α增加,甲烷转化率上升,CO2转化率下降,α=0.5时,甲烷和CO2转化率分别为99.38%和77.35%;CO2甲烷比β增加时,甲烷和CO2转化率呈现出相反的变化趋势,H2和CO收率分别在β为0.7和0.9时出现极大值;α和β对H2/CO比例都会起到重要的调节作用,α的调节范围较窄,α调节范围较宽;与无氧体系相比,甲烷转化率会高于相同工况下无氧体系的转化率(如950K时有氧体系甲烷转化率为72.58%,已高于1000K时无氧系统时甲烷转化率71.07%),α增加时,CO2转化率与甲烷转化率变化趋势相反,且对于H2/CO调节作用也有较大差异。     

负载型K2CO3/Al2O3吸收剂鼓泡床吸收CO2特性及数值模拟

利用负载型K2CO3/Al2O3吸收剂吸收燃煤电厂烟气中的CO2是一种较好的CO2减排方法。在小型鼓泡床试验台上对K2CO3/Al2O3吸收剂吸收CO2的特性进行了研究。结果表明,K2CO3/Al2O3吸收剂具有良好的CO2吸收性能,吸收剂转化率超过70%,在反应开始3min内CO2的脱除率达到了100%。基于K-L鼓泡床两相模型建立了负载型K2CO3/Al2O3吸收剂鼓泡床吸收CO2的数学模型,化学反应源项采用了颗粒缩核模型。CO2脱除率和K2CO3/Al2O3吸收剂转化率的模拟值与试验值较吻合,同时模型给出反应气体在气泡相和乳化相中的浓度分布,揭示了反应器某些细节特征。利用所建立的模型对试验系统进行了分析计算,结果表明,增加CO2浓度不利于提高CO2脱除率。增加流化数,气泡速度和直径均迅速增大,CO2脱除率迅速降低。增加床料量有利于提高CO2脱除率。模型的预测结果具备一定的合理性和准确性,为开展相应的试验研究和系统设计提供了基础数据。     

O2/CO2燃烧方式的锅炉热力计算方法研究与分析

对常规热力计算方法进行改变,使其适用于O2/CO2燃烧技术。将该方法应用于煤粉在不同比例O2/CO2气氛下燃烧中,计算结果与实验结论相吻合,由于各参数改变有严格理论指导,可用于O2/CO2燃烧方式热力计算;并将结果与煤粉在常规空气中燃烧所得结果进行了对照分析,表明在O2/CO2=30/70时所得参数与空气中燃烧相似。     

CaO颗粒吸收CO_2特性研究

全球气候变暖已经成为一项世界性的环境问题,越来越受到世界各国的关注。CO2是引起全球变暖的主要原因,有在短期内改变气候的可能。现今各国都在研究降低CO2排放的措施,希望能够开发一种易于工业化实现的吸收剂。CaO具有高的CO2吸附容量、低的制备成本、较长的使用寿命及良好的抗磨特性而成为优选的高温CO2脱除剂。主要分析CaO颗粒表面孔的结构和分布、烟气中水蒸气和SO2对CaO吸收性能的影响,为CaO吸收CO2性能的改善提供依据。     

不同O2浓度下NH3选择非催化还原NO的实验和模型研究

NO的选择性非催化还原反应是燃烧过程重要的脱硝途径。文中在800~1 200 ℃,初始浓度CNO,ini=200 mmol/mol、CO2,ini=0%~10%、氨氮比CNH3/CNO=1.2的情况下,进行了NH3/NO/O2的均相流反应器的实验和化学动力学模拟研究,着重研究不同氧浓度对NO和N2O浓度变化规律的影响。实验结果表明,在微量氧气杂质(CO2"50 mmol/mol)条件下,脱硝温度更高,而脱硝率达到了95%。化学动力学模型预测的NO和N2O浓度变化规律与实验结果非常吻合：氧浓度的升高使NH3/NO的最佳反应温度下降,同时降低脱硝的效果;N2O生成浓度随着氧浓度的升高而降低,对应N2O最大浓度的温度也降低。微氧工况的N2O最大生成浓度比低氧浓度下更低,而生成温度更高。     

CO2热泵热水器压缩机标准即将实施

2011年6月1日,CO2热泵热水器的核心配件标准——GB/T26181-2010《家用和类似用途CO2制冷剂热泵热水器用全封闭型电动机-压缩机》将实施。"目前在中国市场上,采用CO2制冷剂的热泵热水     

氯对CO氧化抑制作用的实验研究

利用常压管式流动反应装置研究CO/H2/O2/Cl2的氧化过程以了解氯对CO氧化的抑制作用。实验中反应温度的范围是973~1 273 K,入口反应气体中氯原子和氢原子的物质的量之比[Cl]/[H]的范围是0到1。反应产物通过红外光谱仪在线检测。结果表明,CO的转化率随反应温度的升高而增大,随[Cl]/[H]的升高而减小。HCl的生成反应及HCl与OH的反应HCl+OH=Cl+H2O降低了反应体系中OH的浓度,导致CO转化率的下降。提高反应温度可减轻氯对CO氧化的抑制作用。     

DBU-GAC型CO2吸附剂性能研究

为了实现烟气CO2的低成本、高效捕集,研究负载1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯（1,8-diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene,DBU）的颗粒活性炭（granular activated carbon,GAC）吸附剂对CO2捕集性能。DBU负载率越高,吸附剂比表面积、总孔容积和微孔容积越小,平均孔径与负载率呈明显的负相关性;Langrnuir模型是拟合DBU在GAC上吸附行为拟合优度最佳的模型,DBU在GAC上单分子层吸附要多于多分子层吸附;DBU-GAC吸附剂在低于140℃时具有良好的热稳定性,DBU能抑制吸附剂水分蒸发,有利于DBU与CO2耗水反应;DBU溶液对CO2具有很高的捕集效率,是常用-乙醇胺-甲基二乙醇胺（monoethanolamine-methyl—diethanolamine,MEA-MDEA）复合胺溶液的2．6～3。3倍;GAC负载适量DBU对模拟烟气CO2具有良好的捕集效率,消除膜封效应能提高DBU-GAC吸附剂对CO2的吸附容量。     

中国电力行业碳减排综合优化

2010年中国电力行业CO2排放量约占总排放量的一半,承担着CO2减排和缓解气候变化的主要责任。首先,简要介绍了中国电力行业CO2排放现状,然后分别从发电侧、需求侧、电网侧对各减排措施的应用和发展进行分析和评价。在此基础上,提出电力行业碳减排综合优化模型,将需求侧和电网侧的节能潜力等效成虚拟能源,并与发电侧的常规能源进行统一规划,获得经济效益和减排效益综合最优的能源配置方案。采用该模型对中国电力行业的发电能源(包括常规能源和虚拟能源)进行综合优化,结果表明,电力需求侧管理项目的推广和智能电网的建设可对中国电力行业CO2减排作出较大的贡献,在电力"十二五"规划的基础上,2015年和2020年可分别减少CO2排放10.0%和12.6%。     

中国电力行业碳减排综合优化

2010年中国电力行业CO2排放量约占总排放量的一半,承担着CO2减排和缓解气候变化的主要责任。首先,简要介绍了中国电力行业CO2排放现状,然后分别从发电侧、需求侧、电网侧对各减排措施的应用和发展进行分析和评价。在此基础上,提出电力行业碳减排综合优化模型,将需求侧和电网侧的节能潜力等效成虚拟能源,并与发电侧的常规能源进行统一规划,获得经济效益和减排效益综合最优的能源配置方案。采用该模型对中国电力行业的发电能源(包括常规能源和虚拟能源)进行综合优化,结果表明,电力需求侧管理项目的推广和智能电网的建设可对中国电力行业CO2减排作出较大的贡献,在电力"十二五"规划的基础上,2015年和2020年可分别减少CO2排放10.0%和12.6%。     

纳米颗粒强化胺法吸收CO2研究进展

碳捕集、利用与封存（CCUS）技术是缓解全球气候变化的重要措施之一。纳米颗粒因具有良好表面效应和体积效应,能够强化CO2捕集传质性能而备受青睐,其可增大胺法吸收CO2过程中的传质系数并减少溶剂再生所需的能量,有望进一步提高CO2捕集效率、降低能耗。本文从纳米颗粒强化胺法吸收CO2过程出发,讨论了纳米颗粒强化吸收的3种机理（抑制气泡聚并机理、传输机理、边界层混合机理）,总结了近年来国内外最新研究进展,论述了纳米颗粒强化CO2吸收过程中的主要影响因素,指出纳米颗粒对CO2吸收过程的强化是多重因素共同作用的结果,并对该技术的未来研究方向作了展望。     

燃煤电厂CDM与CO2近零排放现代技术的探讨

燃煤电厂实施碳减排和碳零排放是走向清洁能源必由之路.文中简述了清洁发展机制(CDM)的概念、意义,CO2减排类型及在我国的进展.详述了以燃煤发电为主的国家,有些机组产生温室气体排放危害环境,若采用超超临界燃煤机组,可达到低碳排放;采用煤气化发电的燃煤IGCC电站与能捕集和封存CO2技术CCS的组合,将是最有潜力的促进CO2近零排放的现代技术.同时阐明了IGCC电站捕集CO2的有利条件并提供了与CO2减排相关的流程简图以及CCS技术所包含的4个方面内容,进一步丰富了"绿色煤电"的内涵.     

带有内部冷却系统的双级CO2压缩机

作为替代工质，天然制冷剂CO2由于其对环境的影响较小，越来越受到各方的重视。其ODP=0，GWP=1，无毒，不可燃。     

离子液固定二氧化碳作用机理研究进展

离子液完全是由特定的阴、阳离子所构成的有机盐,在室温或近于室温下呈液态,通过调整阴阳离子结构或加入功能化基团,可形成具有特定功能、任务专一的吸收剂,其用于CO2固定显示出良好性能。普通离子液主要利用离子间特有的自由空间固定CO2,这种物理吸收过程需要较高的压力,且吸收容量较低;功能化离子液中通过引入碱性功能基团来吸收CO2,提高了离子液对CO2的吸收容量。     

γ-丁内酯基电解液中Li2CO3添加剂的电化学行为

研究了固体添加剂Li2CO3用于锂离子电池"-丁内酯基(GBL)电解液时的电化学行为。发现Li2CO3提高了石墨电极的首次放电容量和循环性能。采用1mol/LLiPF6/(EC DMC GBL)(体积比为4∶4∶3) 0.05mol/LLi2CO3电解液的软包装锂离子电池,首次放电比容量为142.6mAh/g、1C循环200次后的比容量保持率为88.6%。以交流阻抗法和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)方法分析了Li2CO3对SEI膜的影响,结果表明,Li2CO3添加剂促进了SEI膜的形成,降低了SEI膜的阻抗,减少了GBL基电解液的分解,增大了SEI膜中Li2CO3的含量。     

利用非平衡等离子体方法将CO2还原成CO的研究

CO2和H2合成CO是CO2化学利用的重要过程,然而,传统的催化转化难以实现高效转化。在室温和大气压下,通过非平衡等离子体对H2和CO2的活化作用,考察了等离子体反应器结构、极间距、放电功率和氢碳比等对CO2转化率、CO选择性和CO2转化的能量效率影响。实验结果表明,在室温和大气压下,用等离子体法可将CO2高效的还原为CO,适当调节上述各参数可提高CO2的转化率。采用管管式等离子体反应器,在放电频率为10kHz、H2与CO2体积进料比为2:1、放电功率为80W、CO2气体体积流量为120mL/min的条件下,CO2转化率为88.2%,CO选择性为100%。     

钙基吸附剂热解/碳酸化循环分离CO2过程的研究

钙基吸附剂热解/碳酸化循环再生CaO吸附CO2是燃煤电站控制CO2排放的有效方法之一。随着热解/碳酸化循环反应次数的增加,烧结使再生的CaO的碳酸化转化率迅速降低。为了使CaO在长期循环热解/碳酸化再生过程中保持较高的CO2吸附能力,分别采用3种溶液改性钙基吸附剂,包括乙醇水溶液、醋酸溶液和KMnO4溶液。同时对贝壳循环吸附CO2的特性进行了研究。研究表明,经乙醇和醋酸溶液改性后,热解产生的CaO的循环碳酸化转化率得到明显提高,抗烧结性能得到增强,并且比表面积和比孔容显著增大。经KMnO4溶液改性后的钙基吸附剂的循环转化率也得到了提高,这是由于KMnO4分解的活性物质催化了CaO的碳酸化反应。数据表明贝壳作为钙基CO2吸附剂是可行的。改性的钙基吸附剂和贝壳作为CO2吸附剂具有良好的应用前景。     

电厂烟气低浓度CO2的粉煤灰直接液相矿化技术

以粉煤灰为原料采用直接液相法矿化封存燃煤电厂烟气中CO2是一种适合我国国情的新型CO2捕集与利用一体化技术。本文考察了粉煤灰物相组成、温度、固液比、气速、压力等工艺条件对矿化反应的影响,采用X射线粉末衍射、热重分析等手段研究了温和条件下粉煤灰的矿化反应机制。研究表明,增大悬浮液固液比能够有效增加CO2捕集能力但是会降低钙的转化率;烟气流速超过一定值后,CO2溶解成为决速步,Ca转化率达到饱和;温度对矿化反应有重要影响,对工艺温度条件的研究是进一步提高矿化反应效果的关键。当反应条件为温度60 ℃、固液比100 g/L、烟气流速350 mL/min时,北京粉煤灰对CO2的封存能力达到最大值（66 kg CO2/t粉煤灰,?Ca=50.86%）。基于该技术设计了5万t/a CO2直接液相矿化装置,估算了设备投资和运行成本。与国外采用天然矿石原料的CO2矿化技术相比,该技术反应条件更加温和,同时实现粉煤灰利用与温室气体减排,技术前景广阔,对我国未来实行碳中和目标具有价值。     

二硫化钼传感器对于绝缘介质特征分解气体的敏感特性研究

在放电、过热故障影响下,电气绝缘介质(SF_6、绝缘油)会分解出一系列特征气体。通过气体组分分析,可以评估电力设备的运行状态。文中基于水热法合成了层状二硫化钼(MoS_2)并组装气体传感器,分析了对于硫化氢(H_2S)、二氧化硫(SO_2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH_4)、乙炔(C_2H_2)和氢气(H_2)6种绝缘介质特征分解气体的敏感特性。相比较于3种商用传感器严重的交叉敏感现象,MoS_2传感器对H_2S表现出特异选择性。对于绝缘油分解气体(CO、C_2H_2、H_2、CH_4),MoS_2传感器仅对CO具备敏感特性。MoS_2传感器检测H_2S和CO重复性表现优异,在5次循环测试中,响应值波动范围分别不超过6.43%和5.95%。体积分数实验结果也表明,在H_2S和CO体积分数小于50μL/L时,MoS_2传感器的线性度(9.26%、0.62%)表现良好。此外,传感器对H_2S和CO混合气体表现出协同吸附作用,且随着混合气体中H_2S体积分数增加(10、30、50μL/L),响应值波动受CO体积分数影响越小(6.74%、4.94%、3.47%)。因此,MoS_2传感器在绝缘介质特征分解气体检测领域具有广阔的应用前景。