循环流化床O2/CO2燃烧S迁移规律研究
结题报告
批准号:
51206023
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
段伦博
依托单位:
学科分类:
E0604.燃烧学
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵长遂、杨春振、王卉、姜中孝、潘玄
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中文摘要
循环流化床O2/CO2燃烧技术是最具前景的燃煤电站CO2捕集方法之一。与常规循环流化床相比,烟气再循环带来炉内CO2、SO2和H2O等组分的富集,使煤燃烧过程S迁移规律(如石灰石的脱硫机理、SO3的生成等)变化很大,而目前尚缺少相关研究,尤其S的气固两相迁移定量化研究。采用小型流化床进行石灰石在O2/CO2/H2O气氛下的脱硫试验,获得水蒸气对石灰石脱硫途径的影响机理;采用滴管炉模拟O2/CO2燃烧烟气中SO3生成的气相和气固异相反应实验,探明气氛、飞灰物理化学性质等参数对SO3生成的影响机理。在探明机理的基础上,进行多种燃料的循环流化床O2/CO2循环燃烧试验,通过气固流量和S组分的准确测量,获得S的气固两相迁移定量数据,建立S平衡方程。本项目对于掌握循环流化床O2/CO2燃烧过程中S的迁移机理及抑制硫氧化物的排放具有重要的理论价值和现实意义。
英文摘要
Oxy-fuel circulating fluidized bed combustion is one of the most promising carbon capture technologies for coal-fired power plant. Due to the enrichment of CO2/SO2/H2O in the flue gas, the sulfur transformation behaviors (such as limestone desulfurization mechanism,SO3 formation, etc.)during oxy-CFB combustion will deviate substantially from air-fired CFB. However,the related study especially the quantitative investigation on sulfur fate in the gas and solid phase during oxy-fuel CFB combustion has rarely been involved at present. In this project, limestone desulfurization experiment under O2/CO2/H2O atmosphere will be carried out in a bench scale fluidized bed combustor to obtain the influence of vapor on the limestone desulfurization behavior. The SO3 formation experiment by homogenous and heterogeneous reactions will be carried out on a drop tube furnace and the effects of atmosphere, fly ash physical and chemical property, etc. on the SO3 formation during oxy-fuel CFB combustion will be revealed.Based on the mechanism obtained from the bench experiments, an oxygen/flue gas recycle CFB combustion experiment burning varied fuels will be accomplished to study the sulfur transformation behavior in gas and solid phase quantitatively,also the sulfur balance data will be achieved through the accurate measurement of the gas-solid flow and composition. It is of great theoretical value and practical significance to investigate the sulfur transformation mechanism for controlling sulfur oxides emission during oxy-fuel CFB combustion process.
循环流化床O2/CO2燃烧技术是最具前景的燃煤电站CO2捕集方法之一。在O2/CO2燃烧湿烟气循环中,烟气再循环带来炉内CO2、SO2和H2O等组分的富集,使煤燃烧过程S迁移规律变化很大。深入理解S的气固两相迁移规律,对循环流化床O2/CO2燃烧技术的发展具有重要意义。本项目以富氧气氛下石灰石的脱硫机理和SO3的生成规律为主要研究对象,经过项目组3年研究得到了以下成果:探明水蒸气对石灰石脱硫途径的影响机理。O2/CO2气氛下水蒸气的存在对石灰石直接硫化及煅烧后硫化特性均有一定的影响。硫化反应初期水蒸气对石灰石直接硫化及煅烧后硫化几乎无影响,而在反应后期对硫化反应有显著的促进作用。水蒸气的存在促进了产物层内固态离子扩散,促进了反应的进行;开发研制了新型SO¬3控制冷凝法取样系统;研究气氛、飞灰物理化学性质等参数对 SO3 生成的影响机理。水蒸气的存在增加了-OH浓度,促进了SO3的生成反应。飞灰对SO3生成的影响规律主要取决于飞灰的组分;进行多种燃料的循环流化床O2/CO2循环燃烧试验,获得S的气固两相迁移定量数据。湿烟气循环可以提高石灰石的脱硫效率。循环流化床富氧燃烧过程中,SO3的生成主要来自于SO2的二次反应,较高的SO2、H2O浓度及飞灰较低的固硫能力有助于SO3的生成。本项目研究成果对于掌握循环流化床O2/CO2燃烧过程中S的迁移机理及抑制SO2/SO3的排放具有重要的理论和现实价值。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2013
期刊:工程热物理学报
影响因子:--
作者:姜中孝;段伦博;陈晓平;裴小建
通讯作者:裴小建
DOI:--
发表时间:2014
期刊:燃料化学学报
影响因子:--
作者:段伦博;陈晓平;韩冬;潘玄
通讯作者:潘玄
Investigation on water vapor effect on direct sulfation during wet-recycle oxy-coal combustion
湿法循环富氧煤燃烧过程中水蒸气对直接硫酸盐化的影响研究
DOI:10.1016/j.apenergy.2013.03.022
发表时间:2013-08-01
期刊:APPLIED ENERGY
影响因子:11.2
作者:Duan, Lunbo;Jiang, Zhongxiao;Zhao, Changsui
通讯作者:Zhao, Changsui
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Journal of Southeast University (english Edition)
影响因子:--
作者:段元强;段伦博;胡海华;赵长遂
通讯作者:赵长遂
DOI:--
发表时间:2013
期刊:煤炭学报
影响因子:--
作者:姜中孝;段伦博;陈晓平
通讯作者:陈晓平
太阳能辅助固体材料捕集、转化CO2基础研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    255万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    段伦博
  • 依托单位:
钛铁矿添加对流化床生物质富氧燃烧的影响机理
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    段伦博
  • 依托单位:
煤富氧燃烧
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    优秀青年科学基金项目
  • 资助金额:
    130万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    段伦博
  • 依托单位:
高压、高H2O浓度对流化床内煤/生物质燃烧特性的影响
  • 批准号:
    51776039
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    段伦博
  • 依托单位:
国内基金
海外基金