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1、化 学 链 燃 烧,Chemical Looping Combustion,基于氧载体的化学链燃烧技术,载氧体,研究意义及特点,研究现状,化学链燃烧反应器,化学链燃烧系统分析,固体燃料化学链燃烧技术,CLC,?,基于氧载体的化学链燃烧技术,循环氧载体,无火焰燃烧,根除燃料型NOx 生成 控制热力型NOx 产生 CO2 富集,燃料侧： 空气侧：,图1 化学链燃烧原理示意图,生成物只有H2O和CO2，避免被N2 稀释，容易获得高浓度CO2，减少Nox 产生。,实现能量的梯级利用，提高能源利用率。,可以通过低能耗的冷凝水蒸气的方法直接对CO2 进行高浓度富集，不需要常规的分离装置和额外的能量，实现燃
2、料燃烧和CO2 分离一体化，提高了系统效率。,研究意义及特点,在已进行的研究中化学链燃烧的研究主要集中 在气体燃料方面，近年来固体燃料化学链燃烧 及非金属载氧体成为热点，其中固体燃料化学 链燃烧也是未来化学链燃烧发展的大趋势。,研究现状,载氧体的选择与性能研究,化学链燃烧反应器的设计与优化,反应系统分析以及与其它技术的耦合,1,2,3,研究现状,即进行还原反应 氧化反应中 的反应能力,储量丰富 使用成本低 对环境无污染或污染小,载氧体 评价指标,载氧体,载氧体,瑞典Lyngfelt 等在10kw 化学链燃烧系统上以天然气/空气为反应气，连续运行100h 研究了载氧体NiO/Al2O3 反应特性
3、和抗破坏能力,美国Cao 在TGA 上以煤和生物质为燃料理论分析和实验证明了CuO 作为固体燃料载氧体的可行性,中国郑瑛等在TGA 上以CH4 为燃料验证了CaSO4 作为载氧体时SO2 排放的存在 (瑞典)Leion 在流化床上以石油焦炭为燃料研究了温度，水蒸气，SO2 浓度对载氧体Fe2O3/ MgAl2O4 反应速率的影响 西班牙Diego 在10 kW化学链燃烧装置上以CH4/空气为燃料研究了Cuo/Al2O3 作为氧载体时燃料转化率、运行过程中载氧体性能变,2004,2005,2006,2007,2009,2010,中国高正平等，利用流化床以神华烟煤为燃料，并以水蒸气作为气化-流化介
4、质，研究了温度、反应时间、循环数对Fe2O3/Fe3O4 载氧体反应性的影响,中国杨一超等在固定流化床上以煤为燃料研究了加压条件下，Fe2O3/Fe3O4 的反应特性,载氧体,载氧体,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,1-空气反应器；2-上升管；3-旋流分离器；4-燃料反应器 图3 10kW的化学连燃烧装置(a),无气体泄漏现象 载氧体活性基本不变载氧体磨损率也很低,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,1
5、-空气反应器；2-上升管；3-旋流分离器；4-燃料反应器 图4 50kW的化学连燃烧装置,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,1-空气反应器；2-上升管；3-旋流分离器；4-燃料反应器 图5 10kW的化学连燃烧装置(b),化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,化学链燃烧反应器,表1 化学链燃烧反应器的研究情况,化学链燃烧反应器,1-空气反应器；2-上升管；3-旋流分离器；4-燃料反应器 图6 10kW的化学连燃烧装置（固体燃
6、料）,(3)寻求反应性能优良、价格低廉并且无二次污染的非金属载氧体。 CaSO4 作为煤化学链燃烧反应的理想载氧体是可行的。如何提高其反应活性、循环特性是今后研究的重点，与固体燃料化学链燃烧相结合也是值得开展的研究方向。,化学链燃烧反应器,化学链燃烧系统分析,化学链燃烧系统分析,化学链燃烧系统分析,GT: 燃气轮机；SOFC: 固体氧化物燃料电池； CLSA: 化学链燃烧与空气湿化燃气轮机联合循环；NGCC: 天然气联合循环,表2 CLC技术与一些发电系统相结合的研究情况,化学链燃烧系统分析,化学链燃烧系统分析,实现方法,气化反应： C+H2OCO+H2 (1) CO+H2OCO2+H2 (2
7、) CO2+C2CO (3) CO和H2 与载氧体发生的主要反应： MexOy+H2MexOy-1+H2O (4) MexOy+COMexOy-1+CO2 (5),空气反应器中，载氧体获得气相氧： O2+MexOy-2MexOy (6) 燃料反应器中，载氧体释放氧： MexOyO2+MexOy-2 (7) 燃料反应器中，燃料与气相氧反应： CnH2m+（n+m/2）O2nCO2+mH2O (8),固体燃料化学链燃烧技术,固体燃料化学链燃烧技术,固体燃料化学链燃烧技术,固体燃料的转化率,燃料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料化学链燃烧技术,固体燃料的转化率,燃
8、料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料的转化率,燃料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料化学链燃烧技术,燃料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料的转化率,燃料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料化学链燃烧技术,燃料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料的转化率,燃料反应器内气体转化率,固体燃料化学链燃烧技术,燃料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料的转化率,CO2 收集率,固体燃料化学链燃烧技术,燃料反应器内气体转化率,CO2 收集率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料的转化率,载氧体特性及防止颗粒结焦,固体燃料化学链燃烧技术,固体燃料化学链燃烧技术,THE END,Replay,Close,
