液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热研究

建立了液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热的数学模型,模型以基本的流动和换热方程为基础,经过简化物理模型,得到求解渣膜厚度的方程和渣膜的换热方程。为求解方程,在前人研究成果的基础上,结合对国内煤种的试验,总结出煤灰渣粘度与相关气化温度关系的方程。利用建立的模型,采用差分法对两段式干煤粉加压气化炉进行求解,得到灰渣的流动速度和渣膜厚度,并与该炉运行试验数据进行比较,发现理论求解结果和试验结果相近,证明了该模型的正确性。文中同时分析了该模型的局限性,该模型是忽略了炉内煤气对灰渣流动和换热影响的孤立模型,将该模型与炉内煤气流动和换热模型联合可以得到更精确的炉内灰渣的流动和换热的解。     

高温燃料电池发电技术分析

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)均可被固定电站应用.对SOFC以及MCFC的发展状况进行了论述,分析了SOFC的发展方向和存在的问题,以及MCFC的材料工艺、发展现状和存在的问题,并从制造成本、电池堆容量、材料体系、商业化示范等方面对2种高温燃-料电池进行了比较分析.分析得出,适合我国绿色煤电计划的高温燃料电池发展技术路线是优先发展MCFC技术,利用国内外积累的MCFC研究成果,尽快实现MCFC的大型化与产业化.     

熔融碳酸盐燃料电池烧结电极制备方法

该文探讨一种环保的、可连续生产的适合熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell,MCFC)使用要求的烧结电极制备方法,以泡沫镍和冲孔镀镍钢带为支撑体,聚乙烯醇与羧甲基纤维素钠的混合溶液作为黏结剂,T255羰基镍粉为导电活性材料,运用拉浆法在不同的烧结温度下制备MCFC电极。在此基础上,采用煤油浸入法测量了制备电极的孔隙率,利用扫描电镜分析电极的微观形貌,通过热重分析仪测试镍浆的失重和热流变化,并对组装后MCFC中电极的电化学性能进行测试。测试结果表明,以镀镍钢带为支撑体的电极较泡沫镍电极具有更好的强度和电化学性能,在一定的烧结条件下,采用拉浆工艺能够制备满足MCFC要求的电极。     

熔融碳酸盐燃料电池关键部件匹配与性能诊断

为研究熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)电极、隔膜与碳酸盐电解质的匹配关系,以及关键部件匹配关系的评价方法,用流延法制备了固含量25％～40％的γ-LiAlO2隔膜,固含量35％和45％的电解质碳酸盐膜.将不同固含量的偏铝酸锂隔膜、碳酸盐膜与镍多孔电极组装成单电池,通过在烧结过程中测定电池开路电压的方法测试电池的性能,并对实验结果进行了计算和理论分析.实验结果表明:固含量40％的γ-LiAlO2隔膜,固含量45％的碳酸盐与多孔电极组装的电池具有良好的性能.计算分析结果表明,碳酸盐与隔膜的固含量质量比达到1.16时,电池性能最优.由于烧结过程双电层的存在,电池的烧结过程伴随着开路电压的变化,可通过开路电压的变化趋势预测电池的性能.     

薄姆石合成亚微米γ-偏铝酸锂(英文)

The present study reports a simple,effective and energy-efficient method to prepare γ-LiAlO2 powder as a matrix in a molten carbonate fuel cell(MCFC).In our experiments,aqueous solution based sol-gel technique was used to synthesize γ-LiAlO2.Highly dispersed AlOOH·nH2O and LiOH·H2O aqueous solutions were mixed to form a colloid mixture,which was calcined to synthesize γ-LiAlO2.Thermogravimetric analysis(TGA),X-ray dif-fraction(XRD),and scanning electron microscopy(SEM) were used to study the composition and morphology of the intermediate and final products.The analysis results showed that an intermediate product Li2Al4CO3(OH)12 was produced after the colloid mixture was dried at 80 ℃,and highly purified γ-LiAlO2 powder with fine particle size was resulted from the subsequent calcinations.A single MCFC was assembled with a matrix of the γ-LiAlO2 pow-der.The testing results showed that the matrix performed well in preventing gas leakage.     

煤粉粒径对HNCERI气化炉碳转化率与固/液渣层分布的影响

以中国华能集团清洁能源技术研究院（Huaneng Clean Energy Research Institute,HNCERI）两段干粉加压气化炉为研究对象,采用考虑了焦炭颗粒表面气体组分扩散效应的随机孔模型计算焦炭气化反应速率以评估碳转化率。同时,耦合熔渣子模型计算气化炉一段壁面固液渣层分布特性和热损失,研究了煤粉粒径对HNCERI气化炉碳转化率和固液渣层分布特性的影响。结果表明所构建的模型可以准确预测气化炉出口主要气体组分组成、碳转化率和气化炉一段壁面热损失;气化炉一段碳转化率受固有气化速率和停留时间控制,二段主要受颗粒停留时间控制;因此,通过减小煤粉粒径可以减小气体在颗粒表面扩散阻力,有利于提高气化炉一段碳转化率,而适量增加煤粉粒径可以增加煤粉颗粒在气化炉二段的停留时间,有利于提高二段碳转化率。模拟结果显示煤粉颗粒粒径从20μm增加到200μm,一段碳转化率从99.68%降低到了95.06%,二段碳转化率从69.03%增加到了89%。煤粉粒径对气化炉上缩口和直段壁面液态渣层分布影响很小,但显著影响固态渣层厚度的发展。     

500MW级ABGC电站性能预测

利用基于ASPENPLUS软件平台建立的ABGC电站性能预测模型和软件，完成了500MW商业化ABGC电站的性能预测。预测结果是以GE9351FA型燃气轮机和中国神木煤为基础的。预测结果表明：ABGC电站的容量为491．52MW，净效率可达47．28％，并具有比较好的环保性能。     

国内外IGCC技术典型分析

煤电在中国能源结构中仍占据重要地位,高效清洁的IGCC发电技术在中国具有广泛的应用前景。针对国外典型的5座装机容量大于250 MW级IGCC电站工艺流程中的空分、气化、净化、联合循环等工艺进行了分析,介绍了天津IGCC的总体目标、发展阶段、系统参数与建设运行情况,对今后中国IGCC技术的发展具有一定的参考价值。     

IGCC系统中煤气化工艺的选择

对固定床、流化床和气流床三大类煤气化技术中的１０种初具规模的煤气化工艺进行了综合技术经济分析，旨在揭示不同煤气化技术的不同特点及不同的适应范围。     

IGCC与未来煤电

我国以燃煤发电为主的格局和可持续发展的要求决定了在我国发展洁净煤发电具有重要意义。从我国电力工业的现状和面临的挑战出发，按可持续发展的观点和未来社会对燃煤发电的要求．分析了目前各种洁净煤发电技术的优点和存在的问题，得出IGCC具有可持续发展的诸多特性．是一种可实现高效低污染的先进燃煤发电技术。从美国、日本等国未来燃煤发电的发展计划可以看出：以IGCC为基础，将煤制氢、燃料电池发电、液体燃料生产、CO2分离和处理等过程集成的能源系统是未来燃煤发电技术的重要发展方向．它可实现燃煤发电的高效率和近零排放，符合可持续发展的要求。