国家自然科学基金(51276037)
- 作品数：9 被引量：48H指数：6
- 相关作者：沈来宏顾海明肖军宋涛张思文更多>>
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- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程环境科学与工程更多>>
- 碱土金属Ca对铁矿石载氧体煤化学链燃烧的影响被引量：13
- 2013年
- 在流化床上利用碱土金属Ca对铁矿石载氧体进行修饰,研究了Ca负载量、反应温度和循环次数对煤化学链催化燃烧的影响。结果表明:随着Ca负载量的增加,煤化学链燃烧的反应速率加快,碳转化率有效提高,气体产物浓度达到峰值的时间提前,反应后期气体产物的衰减速率变大,整个反应期间CO浓度明显减少,CO2、H2浓度增大。在800～960℃区间内,6%Ca-铁矿石的碳转化率和CO2体积份额均先增大后减小,920℃时对煤化学链催化燃烧效果最为显著,碳转化率和CO2体积份额高达91.2%和95%。19次循环实验后Ca对煤化学链燃烧仍有较好的催化效果,说明Ca-铁矿石具有较强的持续循环能力。扫描电镜表明Ca-铁矿石颗粒表面轻微烧结,表面晶粒存在较多裂纹和缝隙。
- 张思文沈来宏肖军顾海明宋涛
- 关键词：化学链燃烧催化气化铁矿石煤
- 基于水泥修饰的赤铁矿载氧体污泥化学链燃烧特性研究被引量：7
- 2015年
- 采用水泥修饰赤铁矿来提高载氧体的反应活性。实验在1 kWth串行流化床上进行,研究了添加水泥对污泥化学链燃烧特性的影响,考察其长期运行的物化性能。结果表明,在实验工况下,赤铁矿添加水泥后,出口的未燃气体浓度明显下降。燃料反应器温度低于870℃时,水泥的添加使污泥的碳转化率和燃烧效率显著升高。在10 h长期运行后,一部分污泥灰沉积在载氧体表面。虽然在反应过程中部分的Fe2O3被深度还原,但在长期运行中未出现流化问题和烧结现象。
- 牛欣沈来宏肖军蒋守席顾海明
- 关键词：化学链燃烧污泥赤铁矿水泥
- 铁矿石载氧体串行流化床煤化学链燃烧运行分析
- 2012年
- 化学链燃烧是一种基于零排放理念的能够在煤燃烧过程中实现CO2内分离的具有很好应用前景的燃烧方式.基于东南大学1kWth串行流化床反应器,在对基于铁矿石载氧体煤化学链燃烧技术的基本概念与特点介绍的基础上,对铁矿石载氧体煤化学链燃烧特性进行实验研究分析.研究结果表明:铁矿石载氧体的存在显著提高了煤气化速率,燃料反应器出口CO2浓度将近90%,燃料反应器出口未检测到C2-C4碳氢化合物.煤种对铁矿石载氧体化学链燃烧特性影响较大,神华烟煤由于在燃料反应器较易气化,其化学链燃烧过程中碳转化率和CO2捕集效率均高于淮北无烟煤.在燃料反应器为970℃时,神华烟煤CO2捕集效率为82%,高于淮北无烟煤的65%.
- 宋涛沈来宏张海峰肖军
- 关键词：化学链燃烧铁矿石载氧体CO2捕集流化床
- 基于铁矿石载氧体的生物质化学链气化机理研究被引量：13
- 2016年
- 在单批次进料小型流化床上,以稻壳为生物质燃料,研究了床料、气化温度、水蒸气体积分数以及载氧体载氧量与生物质含碳量的摩尔比(O/C)对生物质化学链气化反应特性的影响,并考察了铁矿石的长期交替氧化还原过程中的反应特性,分析了在小型流化床,水蒸气气氛气化条件下,铁矿石载氧体在反应过程中主要的反应以及反应后的铁矿石的床料变化。研究表明:在载氧体条件下,生物质的碳转化率显著增大,随着反应温度的升高,合成气中的H_2和CO的体积分数也相应升高。在温度不变情况下,随着水蒸气比例的升高,CO_2和H_2的体积分数显著上升。伴随着O/C摩尔比的升高,CO和H_2均显著下降。因此,在不同的反应条件下,铁矿石在生物质化学链气化过程中对反应速度、合成气比例等均有明显的作用,对研究生物质的综合利用具有一定的意义。
- 郭万军张海峰葛晖骏沈来宏
- 关键词：铁矿石载氧体生物质
- 污泥和准东煤的化学链燃烧实验研究被引量：2
- 2016年
- 化学链燃烧是一种具有CO_2内分离的新型燃烧技术。基于天然铁矿石载氧体在1 kWth的串行流化床上进行了污泥和准东煤化学链混合燃烧实验。探究燃料反应器温度对碳转化率和反应器口体积分数的影响。在批次流化床上进行了固体燃料气化和热解实验。实验结果表明反应器温度由800到930℃,反应器出口的CO_2体积分数上升,CO和CH4降低,碳转化率升高。在整个温度范围内,相比于污泥,混合燃料对应的CO_2体积分数,但碳转化率低。在930℃时,混合燃料的碳转化率可以达到90%左右。准东煤中钠含量较高,但在连续运行过程中无烧结和团聚等问题出现,这主要归结于燃料混合导致的钠含量的降低以及高熔点钠化合物的生成。
- 蒋守席沈来宏牛欣葛晖骏顾海明肖军
- 关键词：化学链燃烧载氧体铁矿石
- 钠修饰铁矿石载氧体的串行流化床煤化学链燃烧试验被引量：9
- 2013年
- 利用1 kWth串行流化床反应器对钠修饰铁矿石载氧体进行试验研究,考察燃料反应器温度对煤化学链催化燃烧特性的影响。结果表明,钠在820～920℃温度下显著促进了煤气化反应的进行,随着燃料反应器温度的提高,使用Na-铁矿石时燃料反应器出口CO2浓度明显增大,CO浓度明显降低,在920℃时CO2捕集效率和碳捕集效率分别达到78.60%和80.54%,而使用纯铁矿石时CO2捕集效率和碳捕集效率仅为40.27%和45.65%。在高温950℃时Na-铁矿石活性下降,出现烧结和团聚现象,燃料反应器出现滞流态化现象,这可能是钠的化合物熔点较低和载氧体过度还原所导致的。XRD和SEM分析结果显示钠修饰铁矿石促使更多的Fe2O3被还原为Fe3O4。
- 张思文沈来宏顾海明刘卫东葛晖俊
- 关键词：煤燃烧铁矿石化学链燃烧
- K_xFe_yO_z对煤化学链催化燃烧性能影响研究
- 2014年
- 以廉价的钙铝水泥作为载氧体制备过程的载体,并以机械混合-挤压成型造粒法制备了基于Fe2O3为载氧体活性相、钙铝水泥为载体的新型载氧体。在单流化床反应器上研究了钙铝水泥添加比例以及钾添加剂对合成载氧体的化学链燃烧性能的影响。研究结果表明,合成载氧体中载体以Ca2Al2SiO7形式存在,钾的添加显著提高了煤气化反应速率以及煤转化速率,钾在稳定相中以K2Fe22O34存在。K2Fe22O34在煤化学链燃烧过程的催化性能体现在其作为储钾相与KFeO2相的形态转变过程中。
- 翟春华郭万军沈来宏陈定千宋涛肖军
- 关键词：化学链燃烧载氧体催化
- 基于铁矿石载氧体25kW_(th)串行流化床生物质化学链气化实验研究被引量：11
- 2017年
- 设计并建立了25kW_(th)串行流化床生物质气化反应器,基于此反应器,以赤铁矿石作为载氧体,开展生物质化学链气化实验研究,考察气化反应器温度、S/B、载氧体添加比例对生物质气化特性的影响。当赤铁矿占床料比例高于40%时,该气化装置的气化反应器温度保持平稳,铁矿石载氧体的再生及传热性能优良。燃料反应器出口烟气的成分为H_2、CO_2、CO、CH_4和少量的C_2H_4。随着气化反应器温度升高,气化反应器出口烟气中CO、CH_4和C_2H_4体积分数逐渐降低,相应的CO_2体积分数逐渐升高。随着S/B由0.6升高到1.4,气化反应器出口烟气中H_2和CO_2体积分数逐渐升高,CO、CH_4和C_2H_4体积分数逐渐降低。另外,载氧体添加比例增加,生物质气化反应器出口烟气中CO、H_2、CH_4和C_2H_4体积分数呈减小的趋势,而CO_2体积分数显著增加。
- 郭万军葛晖骏沈来宏宋涛顾海明蒋守席
- 关键词：赤铁矿石载氧体
- 水泥改性铁矿石载氧体的煤化学链燃烧实验研究被引量：7
- 2013年
- 对天然铁矿石混合水泥进行改性,在流化床上进行了煤化学链燃烧试验研究,考察改性后载氧体的氧化还原反应性能。结果表明,水泥能够有效地促进水气变换反应的进行,使得煤气化产物中CO份额减小、H2份额增大。改性后载氧体比表面积和孔容积显著增大,反应活性得到提高,燃料反应器出口气体中仅存在微量CO、H2,其浓度远低于纯铁矿石为载氧体的实验结果。在20次循环试验中,水泥改性铁矿石能大幅提高CO2体积份额;对不同循环后载氧体的扫描电镜表征显示,水泥能够有效阻止载氧体颗粒表面的晶粒在高温下的液相接触,降低载氧体颗粒氧化再生过程中单位体积的热量释放强度,缓解烧结现象的发生,维持载氧体颗粒多孔的结构特性。
- 陈定千沈来宏肖军宋涛顾海明张思文
- 关键词：化学链燃烧铁矿石载氧体水泥
