利用液态CO2提高水煤浆煤水配比对气化效果影响的数值模拟

提高水煤浆气化碳转化率和冷煤气效率，是强化气化过程的必然结果。利用FLUENT软件平台，该文用数值模拟方法模拟了水煤浆气化过程中水煤浆煤、水配比和氧、碳原子比对气化过程和出口煤气成分的影响；尤其是研究了利用添加液态CO2的方法提高水煤浆煤、水配比，对提高气化炉碳转化率和冷煤气效率的影响。模拟结果显示：随着液态CO2浓度的不断升高，煤气成分中CO大幅上升，H2略有降低，CO2浓度升高；气化炉的碳转化率和冷煤气效率都有较大幅度提高，分别达到最大值98.58%、76.74%，比原工况分别提高了3.7%、6.1%；气化炉温度先降低后变化趋缓。结果证明添加液态CO2后强化了气化炉内的二次反应，提高了焦炭燃烧速率。     

基于Aspen Plus的热解煤气制氢工艺模拟及分析

本文利用Aspen Plus模拟软件,构建了煤炭热解煤气吸附强化重整制氢工艺流程,对强化重整、煅烧再生、蒸汽余热发电等单元进行了详细的模拟。在钙碳比为2.75,水碳比为3.5,重整温度650 ℃条件下,对不同重整压力（0.5、1.0、1.5、2.0 MPa）工况进行了模拟,利用热效率和?效率、制氢能耗、水耗和单位煤气制氢率等指标对系统进行了性能评价和优化。模拟结果显示,重整压力为0.5 MPa时,系统热力学性能最优。作为对比,开展了水蒸气重整工艺系统的模拟。对比结果显示:相同进料条件下,强化重整制氢氢气产量提升7.66%;能量转化效率达到79.55%,?效率从73.14%提高到77.63%,系统效率显著提高。综合系统效率和氢产量等指标,热解煤气强化重整制氢系统具有较优的技术性能,可作为现阶段煤气制氢的途径之一,是具有应用前景的制氢技术。     

整体煤气化联合循环发电系统中气化参数对气化单元性能的影响

整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)发电系统中气化岛包含气化单元和净化单元,气化单元由气化炉、废热锅炉和空分分离装置组成。合成气化学能和冷煤气效率直接影响着整个IGCC电站系统效率,是衡量合成气品质和气化炉性能的关键参数。采用Thermoflex软件对200 MW级IGCC气化单元进行模拟计算。着重研究水煤浆浓度、氧碳摩尔比、气化温度、气化压力对气化单元性能的影响。计算结果表明：在较低气化温度下增加水煤浆浓度有利于冷煤气效率和合成气化学能的增加。调节氧碳摩尔比对调节气化炉温度水平具有良好的灵敏性和有效性。另外,氧碳摩尔比还能够起到分配煤中化学能的作用,即调节煤中化学能在合成气化学能和物理显热之间的分配比例。采用低温、加压方式,有利于提高合成气化学能。     

CO_2回收式加压流化床煤气化建模与数值计算

以新型CO2回收式煤气化系统为研究对象,建立了加压流化床煤气化动态数学模型,包括颗粒模型、气相模型、气泡模型和焓平衡模型,探讨了给煤速率、氧碳比以及水蒸气比等操作参数对碳转化率、产气量以及冷煤气效率的影响,由此确定了煤投入量的最佳操作范围。计算结果表明:在采用CO2回收循环系统下可获得70%以上的(CO+H2)合成气;CO2气氛下的气化能力比在空气气氛下减少了约2%;反应压力为1.5 MPa时,给煤速率的最佳操作范围为1.3~1.8 kg/(m2·s);氧碳摩尔比为0.5时冷煤气效率可达76%;气化温度与氧碳比基本呈线性关系,通过对氧碳比的控制可有效地调节气化温度;随着水蒸气比的增加,冷煤气效率会出现最大值,气体热值会逐渐增大;在气化温度为1073~1273 K时,CO2气氛下反应的操作范围比空气气氛下的范围大。     

CO_2捕集对输运床气化炉IGCC系统煤气冷却方式选择的影响

对于整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)系统,CO2捕集的引入将对系统煤气冷却方式的选择产生重要的影响。该文分别构建了不捕集及捕集CO2的输运床氧气及空气气化IGCC系统流程,分析激冷及煤气余热锅炉2种煤气冷却方式的引入对系统热力性能及经济性的影响。结果表明,不捕集CO2时,无论是对输运床氧气还是空气气化IGCC,煤气余热锅炉冷却方案热力性能及经济性均明显好于激冷冷却方案;考虑CO2捕集后,尽管采用煤气余热锅炉冷却的输运床氧气气化IGCC系统的供电效率比采用激冷冷却的系统高约1.38个百分点,而2种方案发电成本相当;考虑CO2捕集后的输运床空气气化IGCC系统的热力性能及经济性仍明显好于激冷冷却方案。此外,该文还分析了煤气冷却方式投资对系统经济性的影响,得到2种冷却方式下,输运床氧气气化系统发电成本相同时的气化炉单元临界投资比。其中,对输运床空气气化系统的分析表明,无论是否考虑CO2捕集,均应采用煤气余热锅炉冷却方式。     

黑液碱回收及黑液气化的研究进展

论述了黑液气化的热解、膨胀模型以及黑液气化过程中含碳产物的转化。在气化过程中含碳化合物的转化可以分为3个部分,即固相、含碳的气相和半挥发及无挥发性的含碳物质(焦油),其中固相包括焦炭残渣、焦炭碳、碳酸盐等。提出了整体黑液气化联合循环(IGCC)的设想,并对今后黑液气化的研究方向提出了建议。     

碳达峰、碳中和目标下中国核能发展路径分析

在碳达峰、碳中和目标下(简称"双碳"目标),中国能源系统将继续加快清洁低碳转型.核能具有生产过程不排放温室气体、全寿期碳排放量小、能量密度高、无间歇性等优点,可通过规模替代化石能源助力能源系统转型.通过梳理中国能源系统现状和核能发展基础,总结多方研究给出的能源发展目标,分析核能在发电、制氢、区域供热、海水淡化等领域的发...     

焦炉煤气制氢的流程改进与技术经济性能预报

根据制氢、吸收剂再生、气体分离、热功转化等单元物质能量转化规律和单元间物流能流关联,将变压吸附气体分离与CO2吸收增强制氢过程集成,提出采用CO2吸收增强制氢的焦炉煤气制氢改进流程;以焦炉煤气能量转化效率、氢气产率、动态投资回收期为指标进行系统技术经济性能评价,并与变压吸附气体分离、焦炉煤气水蒸气重整系统进行对比,分析结果表明变压吸附与CO2吸收增强型制氢集成的系统不仅可以更高效地实现焦炉煤气能量转化利用,所构成的制氢系统也具有较好的经济效益.     

计及CLHG-SOFC碳捕集的多能源系统低碳优化调度

为了响应碳达峰、碳中和的发展目标,实现对能源的高效利用,减少CO2的排放,多能源系统引入基于化学链制氢-固体氧化物燃料电池（CLHG-SOFC）的碳捕集技术,以实现在供电供热的同时完成对CO2的捕集。首先,对CLHG-SOFC碳捕集模块的运行机理与能量流动关系进行分析,推导出其净输出功率模型和电碳特性关系。其次,建立计及基于CLHG-SOFC碳交易与碳封存成本的多能源系统低碳优化调度模型。最后,通过算例分析验证了所提模型能够在不同电碳特性运行下实现系统运行的经济性和低碳性。     

气化剂预热温度对加压喷动流化床煤部分气化的影响

在0.1MW加压喷动流化床气化试验装置上成功验证了高温气化介质煤气化新概念,并对气化介质预热温度对煤部分气化特性的影响进行了研究.结果表明,气化介质温度从300℃提高到700℃后,煤气中N2浓度降低导致煤气热值增加幅度达23%,煤气中可燃组分H2和CO浓度分别从10.6%和10.5%上升到15.2%和12.2%,不可燃组分N2和CO2浓度从60.3%和15.3%降低到55.7%和13.5%,而甲烷含量基本不变;相应的冷煤气效率由48.7%增加到59.6%.气化介质预热温度的变化对碳转化率和干煤气产率影响不大.     

Low-temperature soot incineration of diesel particulate filter using remote nonthermal plasma induced by a pulsed barrier discharge

Regulations regarding automotive diesel engine emissions become more severe every year, and it is difficult to meet the requirements with only combustion improvement techniques. More effective post-processing technology is desired especially for particulate matter (PM), such as carbon soots. Although the use of a ceramic diesel particulate filter (DPF) is now a leading technology for PM removal, the problem exists for the soot removal or regeneration at low temperature, especially at cold start and engine brake operation. In the present study, a regeneration of a DPF is investigated using indirect or remote nonthermal plasma (NTP) method. The NTP-treated air is injected into exhaust gas, and the NO is oxidized to NO/sub 2/. The induced NO/sub 2/ and activated oxygen species are used to incinerate carbon soot deposited on the DPF. It is confirmed experimentally that the pressure drop decreases when the plasma is turned on and the regeneration of the DPF is possible at the low temperature of 300/spl deg/C. The specific energy density is 22 Wh/m/sup 3/ (= 78 J/L). Although the condition of the NTP is not optimized in the present study, further improvement is required in the energy efficiency.     

计及碳成本的电-气-热-氢综合能源系统经济运行策略

为构建低碳可持续能源系统,推动我国未来能源系统转型,文章聚焦能源系统中低碳与清洁,建立了考虑经济与碳排放的电-气-热-氢综合能源系统日前调度模型。首先,在综合能源系统网络中,考虑负荷不确定性建立了电网潮流模型以及热网、气网的动态潮流模型。在能量转换设备中考虑到氢能的清洁、高效、安全等优点,引入电转氢(power to hydrogen, P2H)设备和氢储能设备。考虑到燃气轮机、燃料电池等余热浪费,引入有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)余热发电将剩余热能转化为电能,提高能源利用效率。其次,考虑以系统运行成本和环境成本为目标函数,给出电-气-热-氢的综合能源系统最优运行调度方案。最后针对多种优化运行模式进行仿真分析,结果表明,文章提出的电-气-热-氢综合能源系统优化运行策略能够有效保证运行的经济性和环保性。     

微富氧燃烧技术下氨法脱碳试验研究

针对微富氧燃烧下烟气组分（CO₂体积分数约30%~40% ）,利用填料塔进行了氨法脱碳试验研究,考察了烟气CO₂浓度、氨水浓度、吸收液pH值、氨水流量、烟气温度、烟气流量等因素对CO₂脱除率的影响。试验结果表明：① 随氨水浓度、吸收液pH值、氨水流量增加以及填料增多,CO₂脱除率升高,但在pH值=10.5时出现一定波动;② 烟气温度为50 ℃时,CO₂脱除率最高;③ 当氨水中NH₃质量分数大于4%时,烟气中CO₂脱除率达90%以上,微富氧燃烧条件下,单位质量氨（1 kg NH₃）对烟气中CO₂吸收质量为0.32 kg,脱碳效率是常规燃烧条件下的2倍多,因此采用微富氧燃烧有利于缩小吸收塔和再生塔的体积、降低能耗。     

气化微油点火技术在660MW机组锅炉中的应用

传统的锅炉点火油枪耗油量大、热量损失高,针对该问题,在分析气化微油燃烧器工作原理的基础上,提出采用气化微油冷炉点火技术来达到节油降耗的目的。沙角C电厂660MW机组2号锅炉利用大修将原来的燃烧器点火系统改造成微油点火燃烧器。改造后,炉膛出口烟温控制在450℃以下,温度升高速度较快,能满足机组冷态、温态启动的要求;节油量达208t,达到节油降耗的目的;但存在燃尽率低(为59%)、飞灰可燃物质量分数高(达24.7%)等问题。     

求解回转式空气预热器传热模型的解析-数值法

单一的数值迭代法只是给出了回转式空预器稳态时金属蓄热板的二维温度分布,文中提出采用解析-数值混合计算方法求解换热模型的数学方程,并以600MW三分仓回转式空气预热器为仿真对象,结果表明解析-数值混合计算法, 不仅克服了单一数值迭代法的精度不高,不易收敛的缺点, 而且还可以精确地反映空预器完整运行工况下金属板和工质的温度分布,对易发生低温腐蚀的金属最低温度和影响机组经济性的排烟温度可作实时监测。     

含加氢站运行的微能源网优化调度方法

微能源网内含电、气、热、冷等多种能源类型,可实现能源的梯级利用,有效促进风、光等多种新能源的消纳。相比电动汽车,氢燃料电池车具有加注时间短、续航能力强的优势,近年来得到快速发展。提出一种考虑加氢站渗透的微能源网优化调度方法,在满足用能区域内的电、气、热、冷等多种用能需求的前提下,制定加氢站的最优调度策略,有效促进氢能的发展与利用。算例中将微能源网与加氢站独自运行与含加氢站的微能源网集中运行进行对比,验证了所提模型及方法的优越性和有效性。     

磨煤机入口冷风量对锅炉排烟温度影响的试验分析

根据回转式空预器换热原理对制粉系统掺入冷风量对影响锅炉排烟温度的变化理论分析,得出了制粉系统掺入冷风量的大小是影响锅炉排烟温度变化的一个可控的重要因素。根据我厂锅炉实际运行状况,通过对磨煤机运行调整的优化试验,总结摸索出300 MW机组锅炉直吹式制粉系统在运行中减少磨煤机入口冷风掺入量可以有效降低锅炉排烟温度,提高了锅炉效率,为降低锅炉运行能耗提供了可行的途径。     

热阻和内不可逆性对实际闭式燃气轮机回热循环性能的影响(续)

用有限时间热力学方法分析实际热机循环性能，计入工质与高、低温热源间换热器和回热器的热阻损失，压气机和涡轮机中的不可逆压缩、膨胀损失，和管路系统中的压力损失，导出变温热源条件下实际闭式燃气轮机回热循环的功率、热效率与压比间的解析式，并给出了详细的数值算例说明外不可逆性（热阻）和各内不可逆性对循环特性的影响     

Regeneration of diesel particulate filter using nonthermal plasma without catalyst

Regulations regarding automotive diesel engine emissions become more severe every year, and it is difficult to meet the requirements with only combustion improvement techniques. More effective post-processing technology is desired especially for particulate matter (PM), such as carbon soots. Although the use of a ceramic diesel particulate filter (DPF) is now a leading technology for PM removal, the problem exists for the soot removal or regeneration at low temperature, especially at cold start. In the present study, a regeneration of a DPF with collected PM was investigated using the low-temperature atmospheric pressure nonthermal plasma. The method is to use the NO/sub 2/ and radicals induced by the plasma reactor to burn carbon soots deposited on the DPF. First, three types of DPF plasma reactors were made and the performance of the conversion of NO to NO/sub 2/ was evaluated at various conditions. Next, a regeneration experiment was carried out using a barrier-type pulse corona plasma reactor. As a result, it was confirmed that the pressure difference decreased when the plasma was turned on and the regeneration of the DPF (approximately 75% of soot removal) was confirmed when the gas temperature was 250/spl deg/C.     

压力和温度对用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整特性的影响

采用CHEMKIN化学反应动力学软件及计算流体力学软件CFD等数值方法详细探讨了在微尺度内甲烷自热重整反应中温度和压力对出口组分摩尔分数的影响和催化壁面总积碳量的影响.结果表明,当温度超过873 K,会促进水煤气转化反应的发生,导致氢气减少、水和一氧化碳增加,用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整的温度不宜超过1000K,此时重整合成气中氢气的摩尔分数可达54.05%,一氧化碳的摩尔分数为9.98%;从能效、积炭和燃料电池的原料气的要求分析,用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整的反应压力应低于1.8105Pa;同时在1000K左右,积炭过程和消炭过程可到达一个平衡阶段,有利于催化剂寿命的延长。