660MW燃煤机组百万吨CO_2捕集系统技术经济分析

为了解常规燃煤机组碳捕集系统的技术经济性,以基准情景为基础,根据国内某10万t CO_2燃烧后捕集系统的投资情况,利用生产能力指数法对5种脱碳情景的投资进行估算。在保证内部收益率为8%的前提下,分析了5种脱碳情景的上网电价、CO_2综合减排成本及其敏感性。结果表明,CO_2综合减排成本中,厂内碳捕集成本比例最大;随着燃料价格的上涨,CO_2综合减排成本逐渐增加;随着CO_2综合收益的增加,上网电价可以逐渐下降。     

典型高阶煤的催化气化特性研究

以碱金属盐（KNO 3 ）、碱土金属盐（Ca(NO 3 ) 2 ）以及过度金属盐（Fe(NO 3 ) 3 ）为典型的催化剂,研究了我国典型高阶煤--奉节煤的催化气化行为。催化剂与煤样通过浸渍方法混合,而后在1 000 ℃进行热解制焦,然后对所得焦样采用热重分析仪进行非等温CO 2 气化,并采用收缩核模型对气化机理进行了探讨。研究发现：奉节无烟煤焦本身很难气化,最大气化速率出现在1 100 ℃,然而随着催化剂的加入,其气化温度显著降低（100 ℃左右）,最大气化速率明显增大,催化作用随催化剂添加量的增加而加强,KNO 3 的低温催化作用较强,而Ca(NO 3 ) 2 和 Fe(NO 3 ) 3 在高温下有较强的催化作用;煤焦的催化气化过程分为过渡区和动力区,且随着催化剂的加入,动力区的起始温度大幅度降低;催化系数不仅与温度有密切的关系,与煤种类型以及催化剂的添加量都有着紧密的联系。     

热解条件及煤种对煤焦气化活性的影响

该文对煤焦的常压CO2气化活性与热解制焦条件及煤种的关联耦合进行了分析研究。采用加压热重分析仪与常压热重分析仪联用对不同煤种在不同热解压力与热解终温制得煤焦的CO2气化活性进行对比分析,并提出最大比气化速率和平均气化速率用于表征煤焦的气化活性。最大比气化速率能准确表征煤焦的最大气化活性,其随热解压力的升高先减小后增大,而随热解终温的升高先增加后减小。小龙潭褐煤具有较高的最大气化活性,而神府烟煤和平寨无烟煤的最大气化活性较低。平均气化速率可很好地描述煤焦的气化过程和气化完全信息,两者结合可全面、有效地反映煤焦的气化特性,为气化炉的设计提供科学依据。     

双碳背景下的城市规划策略研究——以随州市大明珠绿色低碳示范区为例

双碳背景下的城市规划要从微观、中观、宏观统筹考虑。建立绿色低碳示范区是从中观层面推动城市落实双碳战略的重要途径。研究在随州市大明珠绿色低碳示范区统筹考虑碳排和与碳汇空间,围绕用地优化、生态保护、绿色交通、绿色建筑、资源循环及可再生能源利用,探讨了双碳背景下的城市规划策略及其与碳排放量化的关系。     

典型煤种加压热解与气化实验研究

为了解压力对煤粉颗粒热解特性与固体煤焦的气化活性的影响，及其与煤粉颗粒特性的关联关系，采用加压热重分析仪在常压和3MPa下分析了4种我国典型工业用煤的热解失重特性，同时对煤焦的孔隙结构和化学组成进行了分析，并采用常压热分析仪比较了所得煤焦的CO2气化特性。结果显示高压不利于煤颗粒的热解，增加了煤焦的产量，而煤焦中H元素的含量明显降低；煤焦的气化活性也有明显降低。压力对不同煤种的影响因煤特性而异，褐煤焦的比表面积明显减少，而烟煤、无烟煤与贫煤的比表面积却有所增加，进而对煤焦气化特性的影响也有明显不同。     

煤加压热解过程中C和H的转变规律

主要采用加压热天平进行了不同工况(压力、温度)下煤焦样品的制备,并利用元素分析仪对煤焦进行了元素分析,研究了不同热解压力和温度下煤热解过程中C和H的转变规律.在1000℃时,随热解压力的增加(从常压到5 MPa)煤焦产量增加,煤焦中的nC/nH(C/H摩尔比)也增加,从而增加了转化到煤焦中的碳量Cchar,而Hchar则先减小而后趋于恒定,在常压和加压下(3 MPa)时,随着热解温度的提高(500℃～1000℃),热解煤焦的产量都减少,煤焦中的nC/nH增加,转化到煤焦中的碳量Cchar和氢量Hchar都减小,但加压热解与常压热解相比,煤焦产量的减小速率要小,煤焦中的nC/nH在650℃～800℃的增加速率要大,从而使得转化到煤焦中的碳量Cchar较大.这主要是由加压热解加快了半焦和焦油的二次反应而引起的.nC/nH随热解压力的变化表明加压热解加快了煤焦微晶结构的有序化,这对煤焦的反应性将产生重要影响.     

煤气化制备代用天然气的生产工艺

介绍煤气化制备代用天然气的生产工艺,包括间接转化工艺、直接转化工艺(氢气气化、水蒸气催化气化)。分别采用HSC Chemistry、Aspen Plus软件,对两种直接转化工艺进行模拟。对于氢气气化,适宜的反应温度为800℃,反应压力为3 MPa;对于水蒸气催化气化,操作条件的改变不会改变甲烷生成量,甲烷生成量取决于煤的组成。     

不同变质煤热解和气化中燃料氮的转化规律

利用水平管式炉对不同变质程度煤进行了热解和气化实验,并利用傅里叶红外气体分析仪对热解和气化过程中主要含氮产物的释放规律进行了研究.结果发现,煤的变质程度对煤热解和气化过程中HCN的释放具有重要影响,而对NH3的释放影响较小.对于低变质程度煤来说,挥发分含量较高,而挥发分的深度裂解是HCN产生的主要来源.因此,低变质程度煤热解过程中转化为HCN的燃料氮份额高于高变质程度煤;对于不同变质程度煤在热解过程中转化为NH3的燃料氮份额则大致相当.对不同变质程度煤在CO2气氛条件下气化反应过程中含氮产物生成规律的研究发现,焦炭氮几乎全部转化为NO;转化为NH3的燃料氮份额有所增加;除印尼褐煤外,转化为HCN的燃料氮份额也有所增加;此外,对CO2气化过程中NO的生成机理进行分析,认为焦炭氮的直接氧化可能是NO产生的主要来源.     

煤气化过程中焦炭的表面孔隙结构及其分形特征

对气化过程中3种不同变质程度煤的焦炭表面孔隙结构的发展变化规律及其表面分形特征进行研究,发现气化过程不同变质程度煤的焦炭的吸附特性曲线一般均属于典型的I类吸附等温线,表征了煤焦表面主要为微孔的吸附特征;随着气化反应的深入,微孔逐渐生长扩大,焦炭的吸附等温线出现了由I类向II类吸附等温线变化的趋势;同时,煤焦表面的孔径为2~10nm内的中孔随着气化反应的进行变化比较明显,且此范围内的变化与煤的变质程度密切相关,而孔径为10~200nm的中孔和部分大孔则基本保持不变。利用吸附法计算煤焦表面的分形维数,发现煤焦表面存在2个不同的分形维数D1和D2,分别表征了不同的孔径范围的表面分形特征,且D1和D2与煤焦比表面积和微孔比表面积有一定的关联性,但是其变化一般超前于比表面积和微孔比表面积的变化。     

化工行业节能减排新技术和战略选择

化石能源是化工工业的原材料和能量来源,化石能源的不可再生性与有限性使得以化石能源为基础的化工工业面临着危机和挑战.循环流化床燃烧与气化技术以其高效低污染优点将成为化工行业能源利用的最佳选择,符合我国两型社会建设的需要.可再生能源生物质能转化利用技术的发展为化工生产提供环境友好的高品位能源与资源,化工行业可持续发展提供了新的活力和希望.本文重点介绍了华中科技大学煤燃烧国家重点实验室针对化工行业近期开发的几种节能减排技术,同时指出了大力发展生物质基化工技术的要求,这是我国实现可持续发展的必由之路.