铁基复合载氧体与co2f褐煤化学链燃烧性能研究

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1、万方数据华北电力大学硕士学位论文4．4．4，j、结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．454．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45第5章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。47参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一55致

2、谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。57VI万方数据华北电力大学硕士学位论文1．1C02减排必要性第1章绪论当今社会，以化石燃料为主的能源利用技术对经济发展起到了关键作用。化石燃料燃烧排放的COz是引发温室效应的主要原因之一【¨。影响温室效应的主要气体有c02、H20、CH4、N20、CFC和SF6，其中C02对温室效应的贡献最大【21。基于两个因素，第一：COz排放量占所有温室气体的比重最大，高达75％。第二：C02在大气中停留时间长，寿命可能为300年，其中25％可能持续存在【31。近几年C02浓度迅速增长，截止到2014年，全球大气中C02浓度由工业

3、革命前的280ppm已经增加到了394ppm[4]。为了防止地球发生灾难性的变化，C02浓度不能超过450ppm【51，即浓度至多增加到目前浓度的14．2％。因此，必须实现C02减排和高效捕获。2009年12月7日哥本哈根会议通过了《哥本哈根协议》，会议上中国政府温家宝总理提出，到2020年单位国内生产总值C02排放量将比2005年下降40％-50％。中国作为最大的发展中国家，自2006年起，二氧化碳排放量已居世界首位，排放总量比美国高一倍。2014年11月12日，中美双方在北京发布《中美气候变化联合声明》，中国政府首次正式提出2030年左右中国碳排放有望达到峰值，并将于2030年将非

4、化石能源在一次能源中的比重提升到20％，推进碳捕集、利用和封存重大示范项目【61。面对巨大的环保压力，降低二氧化碳的排放已刻不容缓。1．2C02捕集技术方法和路线减少C02排放的三种方法，分别如下：(1)提高能源利用效率和调整能源结构，如采用超高参数的发电机组、联合循环发电技术等；(2)加大使用核能和新能源，尽量减少高C／H比的燃烧使用量；(3)碳捕集和封存技术(CarbonCaptureandStorage，简称CCS技术)。当今能源需求不断增长、能源结构难以发生大变的格局下，仅仅依靠(1)、(2)途径完全无法实现C02减排目标，CCS技术可以将c02排放量降低85‰90％[71。该

5、技术作为未来最具实用的二氧化碳减排方法18,91，目前己经在美国、加拿大、日本、欧盟等发达国家进行了较多研究。1．2．1C02捕集的主要方法简介C02捕集和封存技术主要分为三个步骤：(1)捕集并压缩来自烟气中的C02：(2)1万方数据华北电力大学硕士学位论文通过管道输送C02；(3)对C02气体回收再利用，用于尿素生产，地下存储，生产干冰等。其中，二氧化碳捕获成本占整个CCS系统的70％一90％【101。目前，有四种方法可用于工业和电厂应用：燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃N(o衫c02技术)和化学链燃烧(Chemical．LoopingCombustion，以下简称CLC)四大类[11

6、1。燃烧前宫集燃烧后富集富氧燃烧烟气空气燃料图1-1C02捕集技术路线简图以IGCC为主要代表的燃烧前C02捕集技术，是目前运行成本最低廉的捕集技术，具有很好的发展前景。但是该技术只适用于新建IGCC电厂，系统复杂，富氢燃气发电等关键技术还未成熟。对于燃烧前的技术示范，中国华能绿色煤电在天津已建成250MWIGCC级示范电站机组，并计划依托其建设30MW燃烧前捕集示范装置。燃烧后捕集是当前最为成熟的C02捕集技术[12，13】，可直接用于已建电厂。华能北京热电厂是我国第一个采用燃烧后捕集的火力发电厂，捕集能力约3000．5000v年。2009年底，华能上海石洞口第二电厂建成并投运了年C

7、02捕获能力为1．2X10st的示范项目。采用化学吸附法进行C02捕获时，吸附帮的再生需要耗费大量成本和能量，导致电厂效率下降10％一14％[141，运行成本较高。富氧燃烧技术采用商纯度02助燃，大幅度减少尾部烟气中热力型NO。浓度1151。烟气的主要成分为c02、H20、飞灰和S02，分别采用电除尘和脱硫方法脱除飞灰万方数据华北电力大学硕士学位论文和S02，余下c02浓度高达80％．98％【12】，可进行二氧化碳压缩，运输和封存。该过程技术上