洪慧
,
金红光
,
杨思
工程热物理学报
本文探索并提出控制CO2分离的低温太阳热能与清洁合成燃料甲醇-三氧化二铁化学链燃烧相结合的新颖能源动力系统.基于图象(火用)分析方法,明确地指出甲醇化学链燃烧能量释放过程燃烧(火用)损失减小和低温太阳热能品位提升的机理.从能源有效利用和环境相容出发,研究和揭示化学链燃烧与太阳能有机整合共同减小CO2分离能耗的特性规律.相比不分离常规联合循环,新系统(火用)效率提高约6.2个百分点;与分离CO2的联合循环相比,新系统(火用)效率提高约14.2个百分点.同时,低温太阳热能热转功效率可达到22.5%.
关键词:
低温太阳热能
,
甲醇化学链燃烧
,
能的品位
,
CO2分离
高正平
,
沈来宏
,
肖军
,
吴家桦
工程热物理学报
采用流化床反应器并以水蒸气作为汽化一流化介质,研究了800～950°C内以Fe2O3为载氧体的煤化学链燃烧循环反应特性.实验表明,气态产物CO2的体积浓度(干基)随温度单调递增;CO、CH4的浓度在反应时间内呈单峰特性且随温度单调递减,CH4浓度值高于CO;H2被载氧体完全氧化.载氧体与水煤气化产物在温度高于850°C体现了高的反应活性,CO2干基浓度接近95%.反应器温度900°C时,气态产物CO2体积浓度随循环数而逐渐降低,CO、CH4浓度增加.
关键词:
化学链燃烧
,
Fe2O3载氧体
,
CO2分离
,
煤气化
,
流化床反应器
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
高正平
,
沈来宏
,
肖军
,
吴家桦
工程热物理学报
采用热重分析与红外色谱分析(TGA-FTIR)相结合的方法,研究了NiO载氧体与高浓度CO与H2S混合气的还原、硫化反应性.实验结果表明,随反应循环数增加,NiO载氧体的平衡态转化率基本不变,但反应速度减小.FTIR检测得气态产物主要由CO2、COS、CS2、SO2组成,而且XPS、XRD分析结果显示硫化产物Ni3S2的质量分数随循环数增加而减小.SEM表明还原态NiO载氧体颗粒表面呈现烧结现象.
关键词:
化学链燃烧
,
NiO载氧体硫化
,
CO2分离
,
反应机理
,
表面烧结
王保文
,
郑瑛
,
贺铸
,
宋侃
,
郑楚光
工程热物理学报
钙基吸收剂煅烧-碳酸化循环法(CCRs)是一种新兴的分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2的方法.CaO与CO2碳酸化反应对于CCRs法的应用起着非常重要的作用.本文采用随机孔隙模型(RPM)对CaO与CO2碳酸化反应过程进行了研究,结果表明,适当提高CaO与CO2碳酸化反应的温度和系统压力,增加CaO吸收剂的初始孔隙率、优化CaO的初始比表面积等措施能够有效提高CaO碳酸化转化率和对CO2的吸收容量.
关键词:
煤燃烧
,
CO2分离
,
CaO碳酸化反应
,
数值模拟
,
随机孔隙模型(RPM)
王婵
,
黄彦
新型炭材料
以钛酸丁酯为原料、聚乙二醇为稳定剂,采用溶胶-凝胶法制备含球形TiO2纳米粒子的溶胶,将其与碳前驱体聚糠醇均匀混合后涂敷于多孔Al2 O3基体表面,最后经炭化处理制得TiO2-C/Al2 O3复合膜。采用SEM、TEM、XRD、粒径分析等手段对样品进行表征,并测定炭膜对CO2、N2和CH4的渗透性能。结果表明,聚乙二醇能有效控制钛酸丁酯的水解,不仅有利于形成粒径小而均匀的球形纳米TiO2粒子,而且可促进TiO2粒子在聚糠醇中的均匀分散。 TiO2粒子的掺杂明显提高了炭膜的CO2渗透率及渗透选择性。其中,CO2渗透率、CO2/N2选择性和CO2/CH4选择性分别可达7.0′10-8 mol·m-2·s-1· Pa-1、34和64。 TiO2的掺杂有利于产生更多渗透通道,但也会阻断炭材料本身的渗透通道,因此TiO2的掺杂量存在最佳范围。
关键词:
炭膜
,
纳米TiO2
,
CO2分离
,
溶胶-凝胶法
,
掺杂
文圆圆
,
李振山
,
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
,
流化床
,
钴基载氧体
张国强
,
韩巍
,
金红光
,
蔡睿贤
工程热物理学报
本文对煤/天然气双燃料氢电联产多功能系统进行了特性规律分析.从燃料互补和能量综合梯级利用角度,分析了重整条件、氢气分离率对系统节能率的影响,以及多功能系统特征参数的变化规律,得到了新系统可以提高燃料化学能利用效率,同时可以降低CO2分离能耗的结论.在能量利用上的优势和对CO2的有效控制,使得新系统相对参考系统可以实现低能耗分CO2.
关键词:
双燃料互补
,
综合梯级利用
,
氢电联产
,
CO2分离
,
性能分析及优化
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
吴东云
,
伊春海
,
鲁妮妮
,
杨伯伦
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2017.02.009
以聚砜(PS)超滤膜为支撑层,首先制备聚乙烯基胺(PVAm)/聚乙烯醇(PVA)复合膜,考察PVAm与PVA的组成及铸膜液固含量对膜渗透选择性能的影响.当PVAm/PVA为7/3,固含质量分数为8％时,复合膜的性能最好,0.2 MPa下,CO2渗透速率为35.5 GPU[1GPU=10-6 cm3(STP)/(cm2·s· cmHg)],CO2/N2的分离系数为123.6.其次,在上述最佳条件中添加不同类型的多壁碳纳米管(MWCNT、MWCNT-OH和MWCNT-COOH),考察碳纳米管含量及表面基团对气体分离性能的影响,并利用红外分析、X-射线衍射及扫描电镜考察所制备杂化膜的化学结构、结晶性能.结果表明,添加表面-OH和-COOH改性的MWCNT可以有效提高膜的透过分离性能.当MWCNT-OH和MWCNT-COOH质量分数均为1％时,CO2渗透速率分别为62.0和76.6 GPU,CO2/N2的分离系数分别为117.7和139.5.最后,考察进料气压力对杂化膜CO2渗透速率及CO2/N2的分离系数的影响,在0.2～1.8 MPa的压力范围内,添加表面改性的碳纳米管均能使复合膜的CO2渗透速率提高.
关键词:
聚乙烯基胺/聚乙烯醇聚合物
,
碳纳米管
,
有机-无机杂化膜
,
CO2分离
