氧化鈣固硫/儲熱過程反應活性和穩(wěn)定性的強化方法及機制
發(fā)布時間：2021-02-15 12:34
燃燒發(fā)電在短期內(nèi)將一直是國民經(jīng)濟的主戰(zhàn)場,為防止化石燃料燃燒造成環(huán)境污染,一系列高效污染物控制技術得到了廣泛研究。太陽能熱發(fā)電技術以清潔的太陽能為能源,可以從根本上避免環(huán)境污染和溫室效應,近年來受到了廣泛關注,然而該技術的發(fā)展需要高溫儲熱技術的進步。CaO具有原料來源廣泛、成本低、環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢,其硫酸化反應可以用于高溫SO2脫除,其碳酸化反應可以用于高溫熱化學儲熱,這兩個反應具有共性的科學內(nèi)涵,即SO2/CO2在多孔CaO內(nèi)的擴散、吸附和反應過程。然而,CaO反應活性和穩(wěn)定性低是鈣基固硫和儲熱技術面臨的共性問題。對此,本文圍繞著CaO反應活性強化、CaO反應穩(wěn)定性強化以及CaO體積儲熱密度強化展開了研究,為發(fā)展先進鈣基固硫和儲熱技術奠定基礎。針對鈣基高溫固硫/儲熱技術中氧化鈣硫酸化/碳酸化反應活性低的問題,本文詳細探究了Na2CO3摻雜對氧化鈣硫酸化/碳酸化反應性能的影響規(guī)律。傳統(tǒng)研究中認為高劑量的Na2CO3摻雜對氧化鈣反應活...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：147 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
太陽能豐度與其他可再生能源的對比
燒過程中的傳熱傳質，并延長了燃料的停留時間，因而可以燃燒較為料，具有較高的燃盡效率。同時，循環(huán)流化床燃燒屬于低溫燃燒，因免熱力型 NOx 的產(chǎn)生，有助于實現(xiàn)超低的 NOx 排放。由于循環(huán)流化傳熱傳質特性和較低的燃燒溫度，可以直接將石灰石通入流化床內(nèi)，爐內(nèi)受熱分解為多孔 CaO，并在流化過程中與周圍的 SO2進行劇烈的，通過硫酸化反應將煙氣中的 SO2固定下來，可以獲得較高的脫硫效流化床脫硫技術具有系統(tǒng)簡單、運行成本低、無污水處理問題等諸多優(yōu)來得到了研究者的廣泛關注。 鈣循環(huán)儲熱技術儲熱技術根據(jù)其儲熱原理的不同可以分為顯熱儲熱、潛熱儲熱和熱化顯熱儲熱和潛熱儲熱主要通過材料的物理變化實現(xiàn)熱能的儲存，不涉的斷裂，因此儲熱量較低。而化學儲熱則是借助化學鍵能對熱能進行儲儲熱量高、無需保溫措施、儲熱時間長等優(yōu)勢。以儲存 6.7 MJ 的熱能為和潛熱儲熱技術分別需要 34 m3和 20 m3的儲熱介質，而化學儲熱則儲熱介質，其成本也相對較低[32]。
其后，Alefeld 等[34]提出利用 CaO 水合和分解反儲存電廠余熱。1978 年，Ono 等研究了金屬氫化儲存的可行性，發(fā)現(xiàn)金屬氫化物具有較高的儲熱效用 MgO 水合和煅燒反應（MgO + H2O → Mg(OH圍繞這一概念開展了大量的研究工作。目前，化學/氨合鹽[35,36]、金屬氫化物[37–40]和金屬氫氧化物[41–金屬氧化物[48–51]和金屬碳酸鹽[52–55]等。學儲熱技術中，鈣循環(huán)儲熱技術因其較高的充放熱儲存。圖 1-3 展示了鈣循環(huán)儲熱的原理圖。在儲熱 和 CO2，將太陽能轉化為 CaO 中的化學能；當需成 CaCO3，并釋放出熱量。早在 20 世紀 70 年代程用于太陽能儲熱的概念，然而此后，關于太陽能了熔鹽儲熱技術，鈣循環(huán)儲熱的研究一度陷入停滯術在 CO2捕集領域的應用，研究者對鈣循環(huán)技術的到鈣循環(huán)儲熱技術原料成本低、來源廣泛、環(huán)境J/m3）的優(yōu)勢，該技術重新引起了研究者的興趣。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國霧霾污染的空間效應及經(jīng)濟、能源結構影響[J]. 馬麗梅,張曉. 中國工業(yè)經(jīng)濟. 2014(04)
[2]世界石油探明儲量分布特征與空間格局演化[J]. 楊宇,劉毅,金鳳君. 世界地理研究. 2014(01)
[3]2013年 全球油氣儲量、石油產(chǎn)量增長平緩[J]. 梁剛,裴國平,王宇. 國際石油經(jīng)濟. 2014(Z1)
[4]低碳經(jīng)濟目標下一次能源消費結構影響因素分析[J]. 范德成,王韶華,張偉. 資源科學. 2012(04)
[5]基于補償效應下CaSO4產(chǎn)物層離子擴散的研究[J]. 王松嶺,尚建宇,馮垚飛. 華北電力大學學報(自然科學版). 2011(06)
[6]CaO脫硫化學反應速率與氣體擴散速率對比[J]. 王世昌,姚強,徐旭常. 工程熱物理學報. 2006(S2)
[7]我國煤炭資源的潔凈利用分析[J]. 張英杰,鞏冠群,王興涌. 煤炭經(jīng)濟研究. 2006(11)
[8]CaO固硫過程中Ca2+在CaSO4產(chǎn)物層內(nèi)擴散的研究[J]. 楊海波,武增華,邱新平,王軍民,劉金權,郭峰. 化學學報. 2003(09)
本文編號：3034856
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：147 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
太陽能豐度與其他可再生能源的對比
燒過程中的傳熱傳質，并延長了燃料的停留時間，因而可以燃燒較為料，具有較高的燃盡效率。同時，循環(huán)流化床燃燒屬于低溫燃燒，因免熱力型 NOx 的產(chǎn)生，有助于實現(xiàn)超低的 NOx 排放。由于循環(huán)流化傳熱傳質特性和較低的燃燒溫度，可以直接將石灰石通入流化床內(nèi)，爐內(nèi)受熱分解為多孔 CaO，并在流化過程中與周圍的 SO2進行劇烈的，通過硫酸化反應將煙氣中的 SO2固定下來，可以獲得較高的脫硫效流化床脫硫技術具有系統(tǒng)簡單、運行成本低、無污水處理問題等諸多優(yōu)來得到了研究者的廣泛關注。 鈣循環(huán)儲熱技術儲熱技術根據(jù)其儲熱原理的不同可以分為顯熱儲熱、潛熱儲熱和熱化顯熱儲熱和潛熱儲熱主要通過材料的物理變化實現(xiàn)熱能的儲存，不涉的斷裂，因此儲熱量較低。而化學儲熱則是借助化學鍵能對熱能進行儲儲熱量高、無需保溫措施、儲熱時間長等優(yōu)勢。以儲存 6.7 MJ 的熱能為和潛熱儲熱技術分別需要 34 m3和 20 m3的儲熱介質，而化學儲熱則儲熱介質，其成本也相對較低[32]。
其后，Alefeld 等[34]提出利用 CaO 水合和分解反儲存電廠余熱。1978 年，Ono 等研究了金屬氫化儲存的可行性，發(fā)現(xiàn)金屬氫化物具有較高的儲熱效用 MgO 水合和煅燒反應（MgO + H2O → Mg(OH圍繞這一概念開展了大量的研究工作。目前，化學/氨合鹽[35,36]、金屬氫化物[37–40]和金屬氫氧化物[41–金屬氧化物[48–51]和金屬碳酸鹽[52–55]等。學儲熱技術中，鈣循環(huán)儲熱技術因其較高的充放熱儲存。圖 1-3 展示了鈣循環(huán)儲熱的原理圖。在儲熱 和 CO2，將太陽能轉化為 CaO 中的化學能；當需成 CaCO3，并釋放出熱量。早在 20 世紀 70 年代程用于太陽能儲熱的概念，然而此后，關于太陽能了熔鹽儲熱技術，鈣循環(huán)儲熱的研究一度陷入停滯術在 CO2捕集領域的應用，研究者對鈣循環(huán)技術的到鈣循環(huán)儲熱技術原料成本低、來源廣泛、環(huán)境J/m3）的優(yōu)勢，該技術重新引起了研究者的興趣。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國霧霾污染的空間效應及經(jīng)濟、能源結構影響[J]. 馬麗梅,張曉. 中國工業(yè)經(jīng)濟. 2014(04)
[2]世界石油探明儲量分布特征與空間格局演化[J]. 楊宇,劉毅,金鳳君. 世界地理研究. 2014(01)
[3]2013年 全球油氣儲量、石油產(chǎn)量增長平緩[J]. 梁剛,裴國平,王宇. 國際石油經(jīng)濟. 2014(Z1)
[4]低碳經(jīng)濟目標下一次能源消費結構影響因素分析[J]. 范德成,王韶華,張偉. 資源科學. 2012(04)
[5]基于補償效應下CaSO4產(chǎn)物層離子擴散的研究[J]. 王松嶺,尚建宇,馮垚飛. 華北電力大學學報(自然科學版). 2011(06)
[6]CaO脫硫化學反應速率與氣體擴散速率對比[J]. 王世昌,姚強,徐旭常. 工程熱物理學報. 2006(S2)
[7]我國煤炭資源的潔凈利用分析[J]. 張英杰,鞏冠群,王興涌. 煤炭經(jīng)濟研究. 2006(11)
[8]CaO固硫過程中Ca2+在CaSO4產(chǎn)物層內(nèi)擴散的研究[J]. 楊海波,武增華,邱新平,王軍民,劉金權,郭峰. 化學學報. 2003(09)
本文編號：3034856
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