| 【中文题名】 | 非混合燃烧中CaSO_4载氧体的研究 |
| 【英文题名】 | Study on the Use of Calcium Sulfate as Oxygen Carrier in Unmixed Combustion |
| 【学科专业】 | 环境工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-24 |
| 【中关键词】 | 非混合燃烧,载氧体,CaSO_4,反应特性,惰性载体,活性助剂 |
| 【英关键词】 | unmixed combustion （UMC）,oxygen carrier,CaSO_4,reactivity,inert carrier,active aid,Aspen plus, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>燃料与燃烧>> |
| 【论文摘要】 |
化石能源燃烧释放出大量的CO_2，由此引起的“温室效应”等全球性问题已经为世界各国广泛关注。非混合燃烧改变了传统燃烧方式中燃料与空气直接混合的方式，代之以载氧体作为媒介在燃料和空气之间传递氧，从而达到释放能量的目的，同时在过程中实现了对CO_2的分离，在产物气体中可直接获得高浓度的CO_2，对CO_2的减排具有重要意义。本文针对非混合燃烧中的载氧体存在的一些问题，采用CaSO_4作为载氧体，并针对CaSO_4应用于非混合燃烧过程的可行性和与气体燃料的反应特性，CaSO_4反应活性的改善和载氧体的循环特性等方面进行了一些初步研究，同时对于非混合燃烧应用于焦炉煤气制氢过程开展了一些模拟工作。
对于CaSO_4应用于非混合燃烧过程进行了热力学计算和模拟，从理论上分析了CaSO_4在此过程中作为载氧体的可行性，并对CaSO_4与气体燃料之间发生反应的温度和压力条件进行了分析。
利用热重分析仪和固定床反应器，对CaSO_4和分别负载惰性载体、活性助剂后的CaSO_4与气体燃料发生反应的特性进行了实验研究。结果表明，单独使用CaSO_4时，其与气体燃料发生反应的起始温度较高，且反应活性较低，不适... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-7 |
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ABSTRACT |
7-11 |
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第一章 前言 |
11-27 |
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1.1 研究背景 |
11 |
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1.2 CO_2捕集技术的发展现状 |
11-13 |
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1.2.1 燃烧后处理 |
11-12 |
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1.2.2 燃烧前处理 |
12 |
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1.2.3 富氧燃烧 |
12 |
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1.2.4 现有CO_2捕集技术存在的问题 |
12-13 |
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1.3 非混合燃烧的研究现状和发展趋势 |
13-20 |
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1.3.1 非混合燃烧中载氧体的研究进展 |
15-17 |
|
1.3.2 非混合燃烧反应器的研究进展 |
17-18 |
|
1.3.3 非混合燃烧系统分析的研究进展 |
18-19 |
|
1.3.4 非混合燃烧的发展趋势 |
19-20 |
|
1.4 CaSO_4应用于非混合燃烧 |
20-24 |
|
1.4.1 相关研究背景 |
20-21 |
|
1.4.2 CaSO_4作为非混合燃烧中的载氧体 |
21-24 |
|
1.5 本文研究思路及研究内容 |
24-27 |
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1.5.1 模拟计算 |
24 |
|
1.5.2 实验研究 |
24-27 |
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第二章 CaSO_4应用于非混合燃烧的热力学分析 |
27-35 |
|
2.1 CaSO_4应用于非混合燃烧的热化学过程 |
27 |
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2.2 热力学可行性分析 |
27-29 |
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2.3 热力学平衡分析 |
29-33 |
|
2.3.1 CaSO_4与CH_4 |
29-31 |
|
2.3.2 CaSO_4与H_2 |
31-33 |
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2.4 本章小结 |
33-35 |
|
第三章 CaSO_4载氧体反应特性实验研究 |
35-61 |
|
3.1 实验装置和研究手段 |
35-37 |
|
3.1.1 固定床实验系统 |
35-36 |
|
3.1.2 热重分析仪(TGA) |
36 |
|
3.1.3 傅立叶红外多组分气体分析仪(FT-IR) |
36-37 |
|
3.1.4 X射线衍射分析仪(XRD) |
37 |
|
3.1.5 氮吸附仪 |
37 |
|
3.2 CaSO_4载氧体反应特性实验 |
37-40 |
|
3.2.1 样品制备和实验步骤 |
37-39 |
|
3.2.2 实验数据整理 |
39-40 |
|
3.3 实验结果及分析 |
40-59 |
|
3.3.1 CaSO_4与CH_4和H_2反应条件实验验证 |
40-42 |
|
3.3.2 CaSO_4作为载氧体的反应特性 |
42-43 |
|
3.3.3 惰性载体的加入对载氧体反应特性的影响 |
43-46 |
|
3.3.4 活性助剂的加入对载氧体反应特性的影响 |
46-50 |
|
3.3.5 压力对载氧体性能的影响 |
50-51 |
|
3.3.6 载氧体的循环反应特性研究 |
51-52 |
|
3.3.7 固定床实验 |
52-54 |
|
3.3.8 样品表征与分析 |
54-59 |
|
3.4 本章小结 |
59-61 |
|
第四章 基于非混合燃烧的焦炉煤气自热重整制氢过程初步研究 |
61-71 |
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4.1 引言 |
61 |
|
4.2 基于非混合燃烧的焦炉煤气自热重整制氢过程(UMC-CSR) |
61-63 |
|
4.3 CSR制氢过程化学平衡分析 |
63-66 |
|
4.3.1 温度对制氢过程的影响 |
63-64 |
|
4.3.2 压力对制氢过程的影响 |
64 |
|
4.3.3 汽碳比(H_2O/C)对制氢过程的影响 |
64-65 |
|
4.3.4 钙碳比(Ca/C)对制氢过程的影响 |
65-66 |
|
4.4 过程模拟及结果分析 |
66-69 |
|
4.4.1 计算假设与参数设置 |
66-67 |
|
4.4.2 结果分析 |
67-69 |
|
4.5 本章小结 |
69-71 |
|
第五章 结论与展望 |
71-74 |
|
5.1 结论 |
71-73 |
|
5.2 非混合燃烧中CaSO_4载氧体的研究展望 |
73-74 |
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主要符号对照表 |
74-76 |
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参考文献 |
76-80 |
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硕士在读期间发表的论文 |
80-81 |
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致谢 |
81 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130696 |
