尹建威
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蔡宁生
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李振山
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张春霞
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齐渊洪
钢铁
提出了炼铁发电联产流程-整体高炉联合循环(IBFCC).为此还总结了高炉的造气特点和整体煤气化联合循环(IGCC)开发历程.通过建立以物料和能量平衡为基础的数学模型,模拟研究了风口喷吹制度对高炉炉顶煤气流量和热值的影响.计算和分析表明,整体高炉联合循环具有高效和清洁的优势.
关键词:
文圆圆
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李振山
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张腾
,
蔡宁生
工程热物理学报
利用TGA研究了钴基载氧体释氧的动力学特性,得到氧平衡分压随温度的变化关系;在流化床反应器内对钴基载氧体的吸氧和释氧特性进行了实验研究,并考察了反应温度的影响.结果表明:在流化床内,钴基载氧体能吸收空气中的O2,并能在CO2气氛下释放出O2.在吸氧阶段,钴基载氧体对O2的适宜吸收的温度范围为680～860℃,低于此温度下限,受反应动力学控制;高于此温度上限,反应受热力学限制.在释氧阶段,随反应温度增加,O2-CO2混合气体中O2含量增加.
关键词:
CO2分离
,
化学链燃烧
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流化床
,
钴基载氧体
李振山
,
蔡宁生
,
黄煜煜
,
韩海锦
工程热物理学报
对分析纯碳酸钙和三种白云石与CO2的循环反应特性进行实验研究.实验结果表明,分析纯碳酸钙的二氧化碳吸收能力随循环次数的增加而快速下降,当其达到一定值后基本不再变化,活性下降原因主要是由氧化钙烧结所引起;由于白云石中惰性物质氧化镁的存在而部分减缓了吸收剂的烧结,所以使白云石的循环稳定性要优于分析纯碳酸钙.
关键词:
钙基二氧化碳吸收剂
,
烧结
,
循环反应
张志
,
王丽香
,
赵文瑛
,
李振山
,
蔡宁生
工程热物理学报
利用TGA研究了TEPA/Q-10固态胺CO2吸收剂在不同温度、不同气氛下的再生特性.结果表明,吸收剂在N2气氛下很容易再生,110℃下8 min即可完全再生;气氛中含有CO2时,平衡再生程度随CO2浓度增加而减小;为得到合理的工作吸收能力,必须提高再生温度.实验发现纯CO2气氛下140℃是最佳再生温度.在140℃、CO2气氛下再生存在两个难题,即尿素生成问题与热稳定性问题.采用通水蒸气的方法可以在一定程度上减缓尿素的生成,担载高分子量的胺可提高热稳定性.
关键词:
CO2分离
,
固态胺
,
再生特性
,
尿素
李振山
,
蔡宁生
,
尹建威
工程热物理学报
本文基于总能系统概念讨论整体高炉煤气联合循环(IBFGCC)发电系统及其特点;以高炉富氧喷煤实验数据为基础,进行数值模拟;同时对IBFGCC系统进行性能分析,探讨了鼓风富氧量、制氧耗功等一些主要参数对系统性能的影响规律;揭示了随着高炉煤比增加、焦比降低及富氧率的增加,联合循环发电量亦有较大幅度增加,为IBFGCC的应用提供参考依据.
关键词:
高炉煤气
,
联合循环
,
性能分析
房凡
,
李振山
,
蔡宁生
工程热物理学报
双流化床反应器是实现钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法(CCRs)分离烟气中CO2的关键技术.本文在对不同双流化床反应器形式分析的基础上,选择双鼓泡床作为CCRs过程的反应器,并设计、搭建双鼓泡床冷态试验装置.该双鼓床反应器可以长时间稳定运行,实现物料在两个反应器中连续稳定的交换.冷态试验结果表明,鼓泡床流化速度对固体循环量没有影响,随着床料高度、固体喷射管直径与喷射管上所开小孔直径的增大,固体循环量增大.
关键词:
双流化床反应器
,
固体循环量
,
CO2分离
王丽香
,
李振山
,
蔡宁生
工程热物理学报
利用六种孔结构不同的商业无定形硅胶制备了不同四乙烯五胺（TEPA）担载量的固态胺吸收剂。吸收剂的微观结构通过BET和SEM测试;并在TGA反应器中,考察固态胺在30～80℃,CO2体积分数为1%～100%范围内的吸收性能。实验表明,固态胺吸收CO_2性能与温度、CO_2浓度以及载体结构有密切的联系。固态胺适合在低温（30～60℃）低CO_2浓度下（约10%）进行CO_2分离。载体结构通过影响最优担载量,从而影响固态胺吸收性能,孔容和孔径分别在1.211 cm~3/g和13 nm附近的载体在担载量为45%时拥有最好的吸收能力（2.87 mmol/g）。
关键词:
CO_2分离
,
固态胺
,
无定形硅胶
,
载体结构
文圆圆
,
李振山
,
蔡宁生
工程热物理学报
载氧体是化学链燃烧的关键因素之一，CuO是适合于氧气解耦化学链燃烧的载氧体之一。采用浸渍法制备了200-300μm的铜基载氧体颗粒，发现烧结会使铜基载氧体载氧量随循环次数增加而衰减。采用制备复合载氧体的方法改善铜基的烧结问题，发现铜钴、铜镁、铜镍、铜锶四种复合载氧体可以使得载氧量稳定。
关键词:
化学链燃烧
,
铜基载氧体
,
氧气解耦
,
CO2—O2
,
固体燃料
李维成
,
李振山
,
蔡宁生
工程热物理学报
通过敏感性分析、准稳态假设的方法,对含有60个组分、371个基元反应的SNCR详细机理-AA机理,进行了系统的简化,得到了包含28个组分、97个基元反应的骨架机理,以及进一步的包含12个主要组分,8步总包反应的简化机理模型.用Chemkin软件中柱塞流反应器(Plug Flow Reactor,PFR)模型对详细机理和简化机理模型分别进行计算,结果表明简化机理相比详细机理计算量大大减小,并在较广的反应温度(8001300℃),氨氮摩尔比(0.5～2)、停留时间(0.01～1 s)等范围内可以准确反映详细机理对SNCR化学动力学特性的预测.与普遍使用的Fluent软件中的SNCR两步总包反应模型相比,本文所发展的简化机理模型在适用范围及准确性方面都有显著的改进.本文发展的简化机理模型可以为后续SNCR反应流的数值模拟提供参考.
关键词:
选择性非催化还原
,
机理简化
,
敏感性分析
,
准稳态假设
房凡
,
李振山
,
蔡宁生
工程热物理学报
在流化床反应器内研究了吸收剂种类(石灰石、白云石)和颗粒粒径(90～200μm和200～450μm)对钙基吸收剂碳酸化特性、煅烧特性以及循环稳定性的影响,并对新型CaO/Ca12Al14O33吸收剂的循环稳定性进行研究.结果表明:钙基吸收剂在流化床内均能有效吸收CO2.在碳酸化阶段,吸收剂种类对吸收剂的吸收特性影响较大,而颗粒粒径对其影响较小;在煅烧阶段,CaCO3分解速率随颗粒粒径的减小而增大.随着循环反应次数的增加,钙基吸收剂反应活性下降,相对于白云石和石灰石,CaO/Ca12Al14O33具有更高的循环稳定性,并在七次循环后活性不再发生变化.对于石灰石吸收剂,循环稳定性随循环次数的变化受粒径影响较小.白云石吸收剂由于在循环中容易破碎,因此粒径对其循环稳定性有一定的影响.
关键词:
CO2分离
,
循环碳酸化/煅烧反应
,
流化床
,
钙基CO2吸收剂
