新闻动态
图片新闻
综合新闻
学术活动
科研进展
媒体报道
科研机构
国家能源风电叶片研发(实验)中心
能源动力研究中心
轻型动力实验室
循环流化床实验室
分布式供能与可再生能源实验室
储能研发中心
传热传质研究中心
工业燃气轮机实验室
无人飞行器实验室(筹)
新技术实验室(筹)
 
您当前所在位置:首页>新闻动态>科研进展
钙循环内在碳捕集气化研究进展
发稿时间:2017-06-15         作者:杨新芳          来源:能源动力研究中心     【字号:

  近年来,针对煤炭利用过程中产生的温室气体CO2的大量排放问题,国内外学者在碳捕集技术方面开展了大量的研究。目前制约碳捕集技术大规模应用的关键是CO2捕集成本偏高,对系统效率影响较大。基于钙循环的内在碳捕集气化技术集煤气化和CO2捕集于一体,在煤气化环节同步实现富H2合成气制备和煤气中CO2的分离,不仅有利于简化系统流程,而且能有效降低CO2捕集成本。 

  基于钙循环的内在碳捕集气化制氢系统中为了实现CaOCO2的高效捕获,气化反应温度不宜过高,一般需控制在600-800℃,而较低的气化温度则会降低煤的气化效率。同时,气化系统中循环吸收性能稳定的钙基吸收剂也是该气化技术运用的关键。因此,能源动力研究中心结合前期对煤直接制氢系统的研究成果,针对煤的气化反应特性和钙基物质的碳捕集特性开展了研究。 

  在提高气化反应速率方面,研究人员结合碱金属对煤气化的催化作用,开展了高碱煤的内在碳捕集气化性能研究。明确了水溶性、酸溶性和不溶性三种赋存形态的碱金属对煤催化气化作用的差异性,其中酸溶性的有机钠催化效果最显著。

  1 800有无CaO条件下高碱煤的气化特性 

    研究表明了引入钙基CO2接受体与碱金属的协同催化作用,如图1所示,高碱原煤气化过程中引入CaO时的气化反应速率比原煤单独气化的反应速率有明显提高。

  2 850950煅烧温度下吸收剂在650有无H2O时的循环吸收性能 

    结合内在碳捕集的气化再生工艺开展了钙基吸收剂在该工艺条件下的循环再生性能研究,明确了不同再生条件对钙循环性能的影响(如图2所示)。950℃的再生条件加剧了吸收剂的烧结,但在有H2O的碳酸化条件下,吸收剂的循环稳定性可得到有效改善。在循环过程中通过水蒸气活化也能进一步改善吸收剂的循环性能(如图3所示)。改善煤气化反应速率和增强吸收剂循环稳定性的研究为钙循环内在碳捕集气化工艺提供了理论支持。

 

  活化时间对循环过程中吸收剂吸收能力恢复情况的影响(碳酸化:650 20 min30% CO2 + 10% H2O + N2;再生:85010 minN2;活化:350 50% H2O + N2. 

  上述工作得到了中美清洁能源中心洁净煤技术联盟申请的政府间国际科技创新合作重点专项的支持。研究成果已在Science China Technological Sciences上发表,同时被ECOS会议录用。 

 
评论
相关文章