化學(xué)鏈燃燒被認(rèn)定為最具發(fā)展?jié)摿Φ摹暗诙碧疾都夹g(shù),其已從最初的系統(tǒng)概念發(fā)展成3 MWth示范項(xiàng)目。化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器、氧載體及系統(tǒng)集成的研究已成為重要國(guó)際前沿方向。我國(guó)是碳排放大國(guó),同時(shí)也是《巴黎協(xié)定》締約方的主要成員國(guó),在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將擔(dān)任減排主角的作用。因此,探究高效的新型碳捕集技術(shù)具有重要戰(zhàn)略意義。本文從化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)機(jī)理、化學(xué)鏈燃燒發(fā)電系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法、化學(xué)鏈燃燒發(fā)電系統(tǒng)全生命周期碳排放作用機(jī)制和煤基化學(xué)鏈燃燒分布式冷熱電綜合能源系統(tǒng),開(kāi)展了化石燃料驅(qū)動(dòng)的化學(xué)鏈燃燒能量系統(tǒng)集成機(jī)理與評(píng)價(jià)方法研究。當(dāng)前,化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)機(jī)理研究一方面探索化學(xué)鏈燃燒的化學(xué)能梯級(jí)利用規(guī)律,另一方面從微觀氧載體材料角度探究分子的吸附機(jī)理。隨著化學(xué)鏈燃燒與太陽(yáng)能熱化學(xué)領(lǐng)域的結(jié)合,特別是中溫太陽(yáng)能熱化學(xué)制燃料的發(fā)展,中溫?zé)狎?qū)動(dòng)的化學(xué)鏈燃燒的研究獲得國(guó)際學(xué)者的重視。本研究從微觀反應(yīng)途徑,研究CHx分子在NiO晶體表面的吸附能、鍵能和鍵長(zhǎng)變化規(guī)律,尋求CHx分子在NiO晶體表面的最穩(wěn)定吸附位置。在此基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步分析CHx分子在NiO晶體表面發(fā)生脫氫機(jī)理及反應(yīng)過(guò)渡態(tài)能壘,研究結(jié)果表明:CH3=CH2+... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：153 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

化學(xué)鏈燃燒發(fā)展歷程

１００％碳捕集率已實(shí)現(xiàn)，固體轉(zhuǎn)化速率較快，燃燒效率較高。??１．３化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)研究進(jìn)展??圖１－２顯示了化學(xué)鏈燃燒基本原理示意圖�；瘜W(xué)鏈燃燒的還原過(guò)程和氧化過(guò)??程分別在燃料反應(yīng)器（反應(yīng)器１）和空氣反應(yīng)器（反應(yīng)器２）中進(jìn)行，金屬氧載??體在兩個(gè)反應(yīng)器中循環(huán)達(dá)到輸送晶格氧的目的。燃料在氧載體作用下僅生成Ｃ０２??和Ｈ２０，通過(guò)簡(jiǎn)單冷凝即可獲得較為純凈的ＣＯ２，在此過(guò)程，氧載體被還原（燃料??＋?ＭｅＯ?－？Ｃ０２?＋?Ｈ２０?＋?Ｍｅ）。還原態(tài)的金屬單質(zhì)進(jìn)入空氣反應(yīng)器被空氣氧化重新??生成氧載體，同時(shí)空氣被還原，生成欠氧空氣（〇２?＋Ｍｅ?—ＭｅＯ）。高溫高壓的??燃燒尾氣送入透平做功發(fā)電。依據(jù)能量平衡，化學(xué)鏈燃燒氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)焓??變總和應(yīng)同燃料直接燃燒反應(yīng)相同。由于化學(xué)鏈燃燒將直接燃燒過(guò)程分解為兩個(gè)??子反應(yīng)，其主要優(yōu)勢(shì)有：由于燃料和空氣不直接接觸，燃料反應(yīng)器出口尾氣中的??Ｃ〇２沒(méi)有被Ｎ２稀釋，生成的尾氣只含有Ｃ〇２和Ｈ２０，通過(guò)簡(jiǎn)單的蒸汽冷凝，即??可獲得純凈的（：０２；由于空氣反應(yīng)器中反應(yīng)溫度相對(duì)較低，可避免ＮＯｘ生成［４９］；??由于化學(xué)鏈燃燒降低了二次燃料（金屬氧載體）的品位

燃料化學(xué)能做出了大量工作。??Ｉｓｈｉｄａ和金紅光院士于１９９４年提出將ＣＬＣ和濕空氣透平過(guò)程結(jié)合起來(lái)形成??高效低碳的能源系統(tǒng)，構(gòu)建了如圖１－３所示的ＣＬＡＳ系統(tǒng)。濕蒸汽可回收低品位??熱能，并可使空氣濕度飽和，以此減少燃燒過(guò)程不可逆損失。ＣＬＡＳ系統(tǒng)發(fā)電效??率可高達(dá)５５．１％。最近，關(guān)于ＣＬＡＳ系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估表明該系統(tǒng)的現(xiàn)值指數(shù)??高達(dá)１．６，比常規(guī)濕空氣透平發(fā)電系統(tǒng)高出２３個(gè)百分點(diǎn)［５０］。???＠７０．１．１?Ｅｘｈａｕｓｔ?１?＞??Ｉ??…??＾?＠２５，２０?Ａ?—＾?＠卵?‘?｜Ｊ＠ｎ〇〇ｒＱ?—?！??‘?ｉ?Ｔ?＠５３０?！??！??ｉ??１：??！?？－?ｉ?ｒ＝Ｈ?！?！??ｉ?丨?Ｓａｔｕｒａｔｏｒ?＿?，丨■?ｉ??＠１８６，２１?ｔ?＾?＠１４２，１９?Ｉ?ｒ＾＼?｜?＠５３０?；?ｉ??ｊ?ｆ?ｒｙ?ｉＴｉ?ｉ?：??ｉ?州擊！?ｉ?ｌ〇ｘｉｄｉ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]10 kWth級(jí)串行流化床中木屑化學(xué)鏈燃燒試驗(yàn)[J]. 吳家樺,沈來(lái)宏,肖軍,王雷,郝建剛.  化工學(xué)報(bào). 2009(08)
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