水泥窑富氧燃烧废气循环碳捕集技术

富氧燃烧技术可以改善水泥窑煅烧环境,二三次风温明显提高,系统煤耗有显著降低,对水泥行业具有一定的碳减排意义.将富氧燃烧的窑尾废气循环富集,提高烟气CO2浓度,可以降低CO2捕集纯化成本.在具体实施上具有一定的可行性,为水泥行业碳减排碳中和提供一种思路.     

碳捕集技术研究进展

碳捕集技术对于减少大气中的CO_2浓度显得至关重要,尤其是对于排放大量温室气体的火力发电厂和工业源的CO_2捕集。本文主要概述了CO_2的燃烧前捕集、富氧燃烧捕集、燃烧后捕集这3种主要的碳捕集技术的研究现状,并结合当前正在研究的碳捕集技术,提出了碳捕集技术未来可能的发展方向。     

基于钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化反应捕集CO2的试验

利用钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化反应(CCCR)吸收CO2是一种新型、廉价、有效的CO2捕集方法.采用热重分析仪研究了吸收剂的矿物组成、颗粒粒径、煅烧温度和碳酸化温度对CCCR快速反应阶段吸收剂循环碳酸化率(XN)的影响.结果表明:吸收剂的碳酸化反应由快速化学反应控制阶段、过渡阶段和缓慢产物层扩散控制阶段组成;白云石具有良好的抗烧结能力,白云石的XN高于石灰石;随着颗粒粒径的增大,吸收剂的XN逐渐降低;当煅烧温度超过950℃时,随着循环反应次数的增加,吸收剂的XN严重降低;吸收剂在725℃碳酸化温度时的XN最高.     

固废源钙基碳捕集剂制备及抗烧结性研究进展

温室气体二氧化碳大量排放导致全球气候变暖,碳捕集成为当前重要的任务。利用大宗工业固体废弃物作为生产二氧化碳吸附剂的原料,不仅能有效缓解温室效应,而且原料价格低廉,又多位于二氧化碳排放源,可实现大宗固体废弃物的减量化、资源化。综述了钙基二氧化碳吸附材料的吸附机理及应用工艺流程。总结和比较了具有代表性和可用的工业固体废弃物（电石渣、钢渣、粉煤灰）的直接碳化潜力。介绍了几种提高吸附剂吸附性能的改性方法,包括水合改性、酸改性、掺杂改性等,并且对更适合工业应用的造粒工艺进行了简述,以期为高性能工业固体废弃物二氧化碳捕集材料的开发与应用提供重要的理论和技术支持,为研究人员进一步了解其技术进步和发展趋势提供参考。     

富氧燃烧技术与新型干法水泥生产技术的耦合性研究

通过数学建模和理论分析,对富氧燃烧技术与新型干法水泥生产技术进行耦合性研究,结果表明,当煤粉燃烧气氛中O2体积分数为21%~30%,系统漏风系数为1%~10%时,烟气中CO2体积分数可提高到50%~83.29%;烟气排放量降低43.70%~59.72%;当O2体积分数为30%时,系统风量降低了28.47%~32.65%;煤粉消耗量降低13.94%~17.04%;富氧燃烧技术在水泥生产过程中的应用可以有效降低水泥熟料的单位能耗,提高设备的生产能力,降低水泥工业烟气中CO2的捕集成本,具有很高的市场推广前景。     

CO2捕集的研究现状及钙基吸收剂的应用

温室气体CO2是当今世界环境恶化的主要原因之一,近年来针对CO2的捕集技术也相继被研究.磷石膏是湿法冶炼磷酸的副产物,具有产量大、微辐射性等特点,严重危害自然环境和人类健康.本文阐述二氧化碳捕集与封存(CCS)以及燃烧后捕集的三大方法的具体技术原理与特点,着重分析利用钙基吸收剂捕集CO2的技术特点和优势,提出CO2捕集技术的探索方向并指出利用磷石膏分解渣作钙基吸收剂矿化捕集CO2的思路.当前对CO2捕集的研究多停留在吸收剂捕集方面,单纯吸收剂虽吸收效果较好,但其成本较高.磷石膏分解渣作钙基吸收剂不仅有着良好的捕集效果,且解决了成本问题,实现了"以废制废"的思路.     

水泥工业碳捕集关键技术路线及发展趋势

水泥的主要碳排放源是原材料碳酸盐矿物分解,即使水泥工业不用煤炭等化石燃料,也难以实现碳中和目标。未来,发展碳捕集技术将成为行业碳零排放的必由之路。本文结合水泥工艺特点,阐述五类碳捕集的关键技术路径,分别为：化学吸收、氧燃料燃烧、钙循环工艺、间接换热分解、膜分离,并从工艺技术特征、关键指标、能源评价及产业化趋势等方面进行分析介绍,助力水泥绿色发展。     

铁基载氧体辅助无烟煤焦富氧燃烧动力学分析

流化床铁基载氧体辅助富氧燃烧下传统石英砂床料被铁基载氧体替代,铁基载氧体扩展了传统床料的“热载体”的功能,另承担了“氧载体”的角色,为调节炉内氧分布与煤燃烧过程匹配提供了新思路。本文在热重实验平台探究了10%O₂/90%CO₂气氛下分析纯Fe₂O₃、赤铁矿及钢渣三种铁基载氧体辅助无烟煤焦燃烧特性及动力学。结果表明,相较于纯无烟煤焦燃烧,铁基载氧体辅助燃烧下无烟煤焦的燃烧特性得到显著改善,其中燃烧速率提高29%以上,燃尽温度降低65℃以上,综合燃烧指数提升2倍以上,活化能与指前因子同步增加且表现出“补偿效应”。三种铁基载氧体中分析纯Fe₂O₃对无烟煤焦燃烧特性的改善略优于赤铁矿和钢渣,钢渣可作为流化床铁基载氧体辅助富氧燃烧的床料替代石英砂。     

化学链燃烧钙基载氧体研究进展

化石能源燃烧产生大量CO₂,碳捕集、利用与封存技术是目前唯一能实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术。化学链燃烧是一种新的解耦燃烧技术,可在燃烧过程中实现原位碳捕集。载氧体是该过程高效稳定运行的关键。钙基载氧体因其特有的高载氧量、低成本、易获得且对环境友好等优势被认为具有应用潜力。总结了化学链燃烧技术及6类常见载氧体的原理及发展,重点介绍了钙基载氧体存在的瓶颈问题——热力学和动力学适宜温区、分压匹配难,总结了国内外通过控制反应条件、添加剂等手段调控反应过程,强化其反应性和再生性的相关研究,并解析了惰性载体、金属氧化物等添加剂对钙基载氧体性能的强化效应和影响机制。研究表明,惰性载体可有效改善载氧体分散特性,从而提升反应活性,有助于提高机械强度。与惰性载体相比,添加金属氧化物可能更有效。传统的功能强化方法可一定程度改善载氧体性能,但难以从根本上突破其再生性差的瓶颈。未来研究可聚焦2方面：基于人工智能在材料科学中的应用,定向筛选与优化廉价钙基天然矿石/工业固废等材料作为载氧体;重构载氧体的形貌构造和晶体结构,调控氧原子、硫原子的迁移转化行为,降低氧传递对硫原子的携带效应...     

富氧燃烧在水泥窑协同处理工业废弃物中的应用

随着社会的发展、城市化进程的加快和人们环保意识的加强,越来越多的生活和工业废弃物需要进行"无害化、资源化、减量化"处理,而水泥窑协同处理废弃物被国际公认为处置工业废弃物的最有效方法。受制于水泥窑型和设备设计上的局限,水泥厂在使用替代燃料或者低热值燃料,以及在协同处置废弃物时,可能造成燃烧不稳定、燃烧带温度偏低、火焰偏长且燃烧不充分、工艺参数波动、生产运行不畅等问题,最终造成熟料质量下降和替代燃料替代量和废弃物处置量的下降。富氧燃烧可以提高燃料燃烧速度,促进煤粉完全燃烧,改善火焰现状和窑炉温度分布,改善窑炉气氛。在稳定水泥窑和水泥熟料质量的前提下,燃烧更多的替代燃料,提高废弃物的处理量。     

淀粉基重金属捕集剂的表征及捕集效能

以天然高分子淀粉为原料,采用季铵型醚化剂、三聚磷酸钠及尿素对其多元修饰的方法,最终获得多种电荷分布的以淀粉为基础的重金属捕集剂。通过FTIR、固体核磁共振波谱、TGA、SEM及捕集效能评价研究了淀粉基捕集剂的微观结构、特性及捕集机理。结果表明:淀粉分子成功引入阳离子季铵基团、阴离子磷酸基团及非离子酰胺基团;相对于原淀粉,所获得的中间体及终产物比表面积不断增大,分子量依次增加,有利于对重金属离子进行捕集;0.06 g淀粉基捕集剂对质量浓度为30 mg/L混合溶液中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)的去除率分别为97.93%、99.83%、99.80%、99.53%,均达到国家排放标准;其捕集吸附过程符合伪二级吸附模型,且由电性中和反应和微孔吸附联合共同控制。     

不同钙基吸附剂捕集CO2后的硫酸化反应特性研究

钙基吸附剂进行多次CO₂捕集后,碳酸化效率会大幅衰减,此时的吸附剂能否高效脱硫利用是值得重点关注的问题。鉴于此,筛选了高性能合成钙基吸附剂和天然石灰石吸附剂,通过热重分析仪分析对比其在多循环CO₂捕集后的碳酸化和硫酸化反应性能,采用微粒模型研究其硫酸化反应动力学特征。结果发现,高性能合成钙基吸附剂的碳酸化反应速率和CO₂吸附能力明显高于石灰石吸附剂。在长达500循环的CO₂捕集试验后,高性能合成钙基吸附剂的CO₂吸附能力比石灰石高10倍以上,其SO₂吸附能力相较于石灰石提升约40%。经历多次CO₂捕集反应循环后,2种吸附剂的硫酸化能力均有提升:其中,石灰石吸附剂的提升幅度更大,硫酸化转化率从26%提升到35%,而高性能合成钙基吸附剂的硫酸化转化率则从38%提升到43%。通过微粒模型计算发现,2种吸附剂的硫酸化反应均是与SO₂浓度相关的一级反应,多循环捕集CO₂反应后,石灰石吸附剂的硫酸化反应活化能下降接近30%,而高性能合成钙基吸附剂的硫酸化反应活化能只下降了5%。研究结果说明2种不同钙基吸附剂在进行循环CO₂捕集后,脱硫能力得到了不同程度的提高,且均可以较好地应用于SO₂的脱除。     

钙基吸收剂吸收CO_2的动力学分析

利用热天平在非等温条件下研究了在N2/CO2气氛下,升温速率、样品粒径及CO2浓度等因素对钙基吸收剂与CO2反应特性的影响,并利用活化能和频率因子进行表征。结果表明:在5种不同前体制备的吸收剂中,草酸钙和乙酸钙制备的钙基吸收剂的活化能最低,更容易与CO2发生反应;在其他条件相同的情况下,分析纯CaCO3制备的钙基吸收剂的活化能,随循环次数增加而逐渐变大,并且在第5次循环到第10次循环之间,活化能增加幅度较大;随着分析纯CaCO3颗粒粒径的增大,其活化能也随之增大;随着升温速率的增大和反应气氛中CO2质量分数的增大,分析纯CaCO3制备的钙基吸收剂的活化能逐渐减小,而频率因子逐渐增大;掺杂有MgO的碳酸钙制备的钙基吸收剂的活化能小于分析纯CaCO3,且MgO掺杂比例为0.05的钙基吸收剂的活化能小于MgO掺杂比例为0.1的钙基吸收剂。     

全球碳捕集与封存技术进展及其在水泥行业应用前景初探

作为全球应对气候变化的技术途径之一,碳捕集与封存(Carbon Capture and Storagc,CCS)技术受到了世界各国的广泛重视.尽管国人对其尚有陌生,但CCS技术已是当前气候变化领域最前沿、最重大的课题之一,全球积极倡导碳减排的主要能源研究机构、组织和国家,已经一致将CCS技术列为未来的碳减排关键技术,并斥巨资开展CCS技术的相关研究和工业化实践.     

负载型钾基CO2吸收剂的结构表征和碳酸化反应特性

CO2减排已成为21世纪人类面临的焦点问题.而在我国燃煤电厂作为CO2排放量最大、排放最集中的化石燃料燃烧场所,对其进行CO2减排技术的研究和开发势在必行.     

基于双流化床模型的高温钙基碳捕集流程敏感性分析

介绍了几种碳捕集技术方法,高温钙基循环采用石灰石作为吸附剂,是一种高效的燃烧后二氧化碳捕集技术.利用Aspen Plus软件建立了高温钙基循环捕集工艺模型,优化了碳酸化反应过程工艺参数,得到了以下结论:当碳酸化反应温度为630℃、煅烧反应温度为900℃、F0/FCO2为0.04、气固分离效率为1.0、烟气SO2体积分数...     

水泥窑富氧燃烧技术的应用及分析

在5 000 t/d熟料生产线实践富氧燃烧技术,取得了较好的节能降耗效果:烧成系统热效率提高,用风量减少,系统阻力降低;烧成系统煤耗降低约5.0 kg.ce/t.cl;因制氧系统需要电能,熟料综合电耗升高约1.5～2 kWh/t.cl.     

富氧燃烧技术在水泥窑的应用

文中介绍了富氧燃烧技术方案,并通过对国内某水泥厂加富氧前后相关参数的测定,分析了富氧燃烧技术对该厂水泥窑运行过程中的助燃及节能减排效果。     

水泥工业几种富氧燃烧方式分析

水泥工业富氧燃烧主要有回转窑内富氧燃烧、分解炉内富氧燃烧、全烧成系统富氧燃烧以及对应的带烟气循环富集二氧化碳的富氧燃烧,针对几种富氧燃烧方式进行对比阐述,并分析水泥工业富氧燃烧的发展研究方向。     

富氧燃烧技术在水泥工业应用价值研讨会在郑州举办

日前,由中国水泥生产技术专家委员会、水泥商情网主办的富氧燃烧技术在水泥工业应用价值研讨会在郑州成功举办。冀东、华新、天瑞、秦岭、西南水泥（重庆、四川、贵州）、同力等水泥企业的总工或技术代表出席了研讨会。