带炭颗粒分离的化学链煤燃烧系统冷态实验研究

将提升管形式的炭颗粒分离器耦合进化学链燃烧双流化床系统,搭建了冷模实验平台,在冷态条件下研究了载氧体/焦炭二元颗粒在化学链燃烧系统中的气固两相流动特性及在炭颗粒分离器中的分离特性。实验结果表明,所提出和搭建的带炭颗粒分离功能的化学链系统具有良好的运行稳定性,可以有效控制系统的循环量。炭颗粒分离器可以有效地对二元颗粒进行分离,轻质炭颗粒的分离效率大于90%。高效的炭颗粒分离器延长了焦炭颗粒在燃料反应器中的停留时间,可以有效地提升化学链燃烧中的碳捕集效率。     

煤转化过程自由基研究进展

热解是煤转化过程中重要基础,其实质是自由基反应过程.自由基的形成、转移和稳定对于理解煤热解过程机理与产物生成至关重要.详细综述了煤中自由基研究方法,煤中固有自由基同煤自身性质的关系,以及煤转化过程中自由基形成和演变行为的研究进展与现状.最后结合煤中自由基研究面临的困难和挑战,指出了煤转化过程自由基研究在未来的发展方向.     

复合型洗涤冷却室内液滴夹带规律研究

对复合型洗涤冷却室内气相液滴夹带过程进行了冷态实验研究。考察了气体速度、雾化器的出水流速、降膜冷却水流量、雾化器空间位置等因素对气相液滴夹带分率的影响规律。研究结果表明,液滴夹带分率随床层表观气速、冷却水流速的增加均呈上升趋势,而其在径向上的分布相对较为均匀;雾化器数量从2个增为4个将使液滴夹带量降低约40%,即增加雾化器数量能有效降低气相的液滴夹带分率。通过实验数据拟合得出冷却室内液滴夹带分率与条件参数的经验关联式。     

耦合环形炭分离器的煤化学链燃烧热态实验

在煤化学链燃烧过程中,煤焦颗粒易被载氧体颗粒流携带进入空气反应器,导致系统碳捕集效率降低.针对煤焦与载氧体二元颗粒分离问题,提出了环形炭分离器与燃料反应器耦合设计,搭建并运行了耦合环形炭分离器的煤化学链燃烧热态实验系统.实验结果表明,反应器实现了稳定且循环量可控的高温固体循环、合理的压差平衡、稳定的温度分布以及稳定连续的给煤运行.基于环形炭分离器的分离作用,可有效避免煤焦进入空气反应器,其出口CO_2体积分数低至0.75%左右(环形区域气速为1.4 m/s),进而提高系统碳捕集效率.     

3 MWth化学链燃烧装置设计方法

反应器系统是以煤为燃料的化学链燃烧系统的基础组成部分,是提供载氧体反应的场所,可将载氧体以合适的速率在不同的反应器之间传输,实现气固分离和不同性质颗粒的分离。因此,设计、研究反应器系统是实现以煤为燃料的化学链燃烧的根本前提。本文对反应器系统中的空气反应器、燃料反应器、炭分离器及整体的循环特性进行研究,总结建立了以煤为燃料的化学链燃烧反应器系统的设计方法,在此基础之上设计了3 MW_th的化学链燃烧示范装置,为以煤为燃料的化学链燃烧热态系统的建造与运行奠定了基础。