王保文
- 作品数：11 被引量：155H指数：8
- 供职机构：华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理环境科学与工程化学工程更多>>
- CaSO_4氧载体煤基合成气化学链燃烧模拟研究(英文)被引量：13
- 2011年
- 相对于金属氧载体,CaSO4作为氧载体用于化学链燃烧,具有成本低、来源广泛和氧传递容量大等诸多优点,但是气相SO2以及各种固相硫沉积物对CaSO4用于化学链燃烧过程造成很大的障碍。基于热力学模拟,对CaSO4氧载体与以合成气为燃料的化学链燃烧进行了模拟研究,结果表明就CaSO4与合成气的反应而言,在燃料反应器中,100℃~400℃的低温反应条件下,主要发生的是合成气中CO和H2的甲烷化反应以及硫酸盐热化学还原反应,反应产物主要是H2S和CaCO3;在400℃~915℃,主要发生的是CO和H2与CaSO4的还原反应,还原产物是CaS和CO2;当反应温度高于915℃时,诸多副反应开始发生,反应物相除了CaS和CO2外,CaO等副产物开始出现;而在空气反应器中,在CaS的整个氧化过程中,CaS再生形成CaSO4的反应都是主要的,但是当空气过量系数ФAR<0.8时,CaSO4与CaS的固相反应以及CaS氧化形成CaO的两个副反应也同时起作用。在燃料反应器中,最优的反应条件是反应温度915℃、常压并严格控制CaSO4的加入量并确保CaSO4氧载体过量系数ФFR^1;而在空气反应器中,提供充足的空气量对于CaS的氧化非常重要,空气过量系数ФAR≥1不仅能确保CaS的充分氧化,而且还能避免CaS氧化过程中SO2的排放和CaO的产生。
- 王保文晏蓉郑瑛赵海波郑楚光
- 关键词：化学链燃烧煤基合成气氧载体CASO4
- CaO高温分离CO_2过程的数值模拟被引量：6
- 2006年
- 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．
- 王保文郑瑛贺铸宋侃郑楚光
- 关键词：煤燃烧CO2分离数值模拟
- 煤化学链燃烧技术的研究进展被引量：14
- 2011年
- 介绍了国内外煤化学链燃烧技术的研究和发展状况,分析了其技术特点、限制环节、改进措施和发展方向.相对于以煤气化产物为燃料的煤间接化学链燃烧技术,直接以煤为燃料的化学链燃烧技术系统简单、运行成本低,具有显著的经济优势,但是过低的煤气化速率是其中的限制环节.为了提高煤的气化速率、促进煤的充分转化,需要从氧载体和煤质的选择及活化、运行参数的优化和燃料反应器结构的改进等方面进行全面考虑.高性能氧载体是煤化学链燃烧技术的基础,深入研究煤中硫组分和灰分的演化及其对氧载体活性的影响非常必要.另外,氧解耦煤化学链燃烧技术以及基于煤化学链制氢技术也需要重视.
- 王保文赵海波郑瑛柳朝晖郑楚光
- 关键词：煤氧载体
- 铁基复合氧载体煤化学链燃烧模拟研究
- 本文采用热力学方法,基于GIBBS自由能最小化原理,对LZ煤与CUFE2O4氧载体的反应温度TFR、氧载体过量系数ΦFR、水煤比R和系统压力PFR对LZ煤转化程度的影响以及硫组分的演化进行了系统的模拟。研究发现：在ΦFR...
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- 惰性载体Al_2O_3对Fe_2O_3及CuO氧载体煤化学链燃烧的影响被引量：17
- 2011年
- 氧载体是煤化学链燃烧技术的基础,惰性载体则是其中的必要组成部分,起着重要的作用。以Al2O3作为典型惰性载体,采用热重分析仪、红外频谱仪、场发射扫描电镜和能谱分析仪以及X衍射仪,对六盘水贫煤与Fe2O3、CuO基氧载体的反应进行了详细的研究。研究发现,Al2O3的引入,使得Fe2O3、CuO基氧载体表面积增大、孔径分布更为优化,而且对氧载体与六盘水贫煤一次热解产物的反应是有利的,能够促进氧载体中更多晶格氧的传递,Fe2O3基氧载体中有更多的Fe2O3还原为低于Fe3O4价态的氧化物,而CuO基氧载体中CuO除了还原为Cu、Cu2O外,其中的CuAl2O4也有一定的反应活性,被还原为CuAlO2。与LPS煤反应时,Fe2O3深度还原产物与部分Al2O3及煤中的SiO2反应生成Fe3Al2(SiO4)3,而CuO则与Al2O3及六盘水贫煤反应生成了(Cu0.215Mg1.785)(Al4Si5O18)复合物。
- 王保文赵海波郑瑛柳朝晖郑楚光晏蓉
- 关键词：煤化学链燃烧
- 多循环CCRs法在分离燃煤锅炉尾部烟气中CO_2方面的应用被引量：16
- 2006年
- 随着温室效应和全球变暖的加剧,煤燃烧所排出的CO2作为引起温室效应的主要气体而引起人们的密切关注。由于燃煤锅炉所排放的尾气中所含的CO2的体积份额低、排放量大,而且处于微负压状态,因此目前控制和分离吸收CO2的方法,包括各类吸收法、吸附法、膜分离法和O2/CO2燃烧技术等,能够经济可行地适用于电力工业燃煤锅炉尾部烟气中CO2分离的方法非常少。与上述各类方法相比,钙基吸收剂CCR s(calc ination/carbonation reactions)法是一种新兴的经济可行的分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2的方法。对采用该法时,吸收剂的选择、吸收剂在多次CCR s过程中结构特点的变化、提高吸收剂对CO2的吸收容量以及防止吸收剂反应性的衰减等方面进行了详细的阐述。
- 王保文郑瑛宋侃郑楚光刘德昌
- 关键词：煤燃烧
- 燃煤CO_2减排技术被引量：25
- 2006年
- 燃煤CO2等温室气体的大量排放是造成全球气候变暖的一个重要原因。阐述了我国CO2的排放状况,概括了减少燃煤CO2排放的3种途径:提高能源效率、改革传统的煤炭燃烧利用方式、烟气中CO2的捕获与储存。综述了国际社会减排CO2的努力以及各国新一代的洁净煤技术计划。着重介绍了几种燃煤CO2减排的新技术,包括CaO碳酸化-煅烧循环的CO2分离(CCR)技术、O2/CO2循环燃烧技术及化学链燃烧(CLC)技术。比较了CaO碳酸化-煅烧循环的CO2分离技术与使用MEA的吸收技术的经济性。提出了一类用于化学链燃烧的新型非金属氧载体,给出了这些氧载体在与不同气体燃料组成的反应系统的热力学以及动力学特性的一些初步结论。
- 郑瑛池保华王保文郑楚光
- 关键词：O2/CO2
- 化学链燃烧技术中新型氧载体CaSO_4的特性研究被引量：50
- 2006年
- 本文提出了一种新的用于化学链燃烧的氧载体: CaSO4,对CaSO4作为氧载体时与CH4组成系统的热力学性能进行了研究,结果表明,在适当的温度范围内, CaSO4还原的直接产物是CaS,而不是CaO和SO2;CaS氧化的直接产物为CaSO4,也不是CaO和SO2。因此,CaSO4可以作为化学链燃烧的氧载体,而且不会有大量的SO2生成。同时,使用热重一红外分析仪研究了CaSO4和CH4系统的动力学特性,利用Coats-Redfern积分式得到CH4还原 CaSO4的反应活化能E=1721．31 kJ／mol。
- 郑瑛王保文宋侃郑楚光
- 关键词：化学链燃烧氧载体热力学动力学
- 铁基复合氧载体的煤化学链燃烧研究被引量：12
- 2010年
- 采用热重分析仪、红外频谱仪以及差热分析对PDS烟煤与溶胶凝胶燃烧合成法制备的Fe_2O3基复合氧载体的反应性能及热流变化进行了研究,发现：就Fe2O3基氧载体而言,适当增加Fe2O3基氧载体过量系数Φ有利于煤的充分反应;而铁基复合氧载体CuFe2O4与PDS煤具有更高的反应性,加入惰性载体Al2O3有利于CuFe2O4与煤一次热解产物的反应,却阻碍了其与二次热解产物的反应。CuFe2O4具有更高的晶格氧容量以及更少的吸热量,用于煤化学链燃烧中是非常合适的,具有很好的应用前景。
- 王保文郑瑛柳朝晖赵海波郑楚光晏蓉
- 关键词：煤化学链燃烧热重分析
- 几种等转化率法在动力学研究中的应用与比较被引量：11
- 2006年
- 在升温速率为5K/min～30K/min的范围内利用热分析(TGA)技术对平均粒径为13.4μm的CaCO3进行了煅烧分解的实验研究.分别应用Friedman法、Vyazovkin法、改进的Coats-Redfern法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法等4种不同的等转化率法计算了CaCO3的分解动力学参数,得到的活化能范围为170.86kJ/mol～230.87kJ/mol.比较了不同方法得到的结果以及它们的差别.对CaCO3在分解过程中活化能随反应进程而变化这一现象,从实验过程、数学假定以及推导等方面进行了分析.
- 郑瑛池保华王保文郑楚光
- 关键词：CACO3活化能热重分析
