基于CO2循环的低碳高效白云石煅烧新工艺

白云石是一种广泛应用的冶金、建材和化工原料。针对白云石煅烧过程中CO₂排放严重等问题，构建了基于CO₂循环载热与资源化回收的白云石低碳煅烧竖窑新工艺。通过白云石（CaCO₃·MgCO₃）煅烧过程的Gibbs自由能变计算，发现提高煅烧温度（50~100 K）可有效克服CO₂对反应的抑制作用；通过纯CO₂环境中CaCO₃分解过程的热重实验分析，验证了CO₂循环煅烧白云石煅烧的可行性；通过化学反应动力学计算，解析了全CO₂组分环境下CO₂压力对CaCO₃·MgCO₃高温分解过程的影响，并发现提高CO₂压力可促进气固传热，从而提升分解速率和改善矿料分解均匀性；对CO₂循环煅烧工艺系统能-质平衡计算表明：该工艺理论能耗仅为140 kg/(t 煅白)，且煅烧过程的CO₂排放降低70%以上，环境效益显著。     

能源与人类社会

能源是人类赖以生存的物质基础,环境是社会可持续发展的保障。突破"源-储-用"全链条的能源核心技术,打造以能源互联网为特征的智慧能源系统,将有效破解我国能源安全和环境承载能力对可持续发展的制约,推动我国能源革命和生态文明建设。长期以来,北京科技大学能源与动力工程专业致力于研究"源-储-用"关键理论与核心技术,以"源"多元化、"储"灵活化和"用"高效化为目标,构建了创新性能源科技系统解决方案;依托前沿的能源科技研究,打造了"能源与动力工程专业"国家一级本科专业、"新能源科学与工程专业"新兴热门专业,构建了全链条的能源科技创新性人才培养体系,助力中国绿色制造和推动社会可持续发展。     

基于中国能流解析的钢铁工业终端节能重要性和潜力研究

文章通过分析我国能源从生产、转化到利用的流向特征,阐明了以钢铁工业为代表的用能终端节能的重要性.采用节能效益杠杆率量化表征终端节能对于缓解能源源头供给压力的效益放大作用.钢铁工业是终端用能大户,其能耗占流程工业能源终端消费量39％.目前我国终端节能效益杠杆率为1.4,以此为基准,通过分析钢铁生产过程的理论极限能耗,估算...     

CH4-O2/H2O(g)白云石煅烧与CO2富集系统研究

白云石煅烧是皮江法炼镁的第一步，存在CO₂排放严重、能耗高等问题。为减少白云石煅烧工艺CO₂排放，创建了基于CH₄-O₂/H₂O(g)燃烧技术的白云石煅烧及其CO₂富集系统，可富集白云石分解和燃料燃烧产生的全部CO₂,实现CO₂净零排放。通过Aspen plus建立系统换热网络，探究了系统热效率和火用效率随运行参数的变化，并分别以热效率最大和火用效率最大为目标对系统进行了优化。以单炉产能为150 t/d的白云石煅烧体系为例，该工艺CH₄燃烧量为5.184 mol/(kg-CaMg(CO₃)₂),具有每年约460万吨的CO₂资源化回收潜力。热力学优化结果表明：当H₂O(g)掺入量为9.02 mol/(kg-CaMg(CO₃)₂)、CH₄燃烧温...