失活石灰石自活化增强循环捕集CO_(2)特性

钙循环工艺是一种低成本高效率捕集CO_(2)技术,运行过程需不断补充新鲜吸收剂并排出失活吸收剂,实现失活钙基吸收剂原位资源化利用具有重要意义。为研究颗粒状石灰石失活后自活化特性,运用双固定床反应器制备了失活石灰石,分析了自活化后石灰石碳酸化转化率随循环次数的变化规律,采用XRD、SEM、N_(2)吸附等分析测试手段探究了自活化提高失活石灰石循环捕集CO_(2)性能机理。结果表明,失活石灰石置于环境中可吸收空气中水分生成Ca(OH)_(2),吸水率φ达100%后,继续吸水生成氢氧化钙水合物,极限吸水率为130%。不同程度自活化后的石灰石循环捕集CO_(2)性能均有不同程度提高,随吸水率变化呈线性升高趋势。与分析纯CaCO3相比,失活石灰石对吸水率变化更敏感,随吸水率升高其循环捕集CO_(2)性能提高更快。吸水率为130%时,自活化后石灰石循环捕集CO_(2)性能甚至优于新鲜石灰石。微观结构分析结果显示:新鲜石灰石因高温烧结而失活过程中,CaO晶粒尺寸由41.9 nm长大至72.2 nm,孔隙结构发生坍塌阻塞,比孔容和比表面积显著降低。经过自活化,煅烧后的石灰石中CaO晶粒尺寸降低,原本密实的表面重新生成孔隙结构;吸水率为130%时,晶粒尺寸降至35.1 nm,比孔容和比表面积分别恢复至新鲜石灰石的70.5%和107.6%,特别是10~100 nm孔隙得以再生,因此失活石灰石循环捕集CO_(2)性能恢复。虽然自活化过程会加剧失活石灰石颗粒磨损速率,但吸水率100%的自活化石灰石磨损导致直径每小时减小量仅为颗粒直径的0.55%。综上所述,自活化后的失活石灰石完全可替代新鲜石灰石,作为补充钙基吸收剂用于钙循环捕集CO_(2)。

惰性气体射流协同控制火焰振荡和NO_(x)排放性能研究

预混火焰燃烧通常会出现热声振荡等问题,严重制约了燃气轮机或油气锅炉的安全运行和洁净排放。为此,提出通过惰性气体射流来调控预混燃烧过程,从而实现火焰振荡和NO_(x)排放的协同控制。惰性气体射流将导致预混火焰振荡模态迁移,既可降低火焰振荡幅值,还可使火焰振荡频率发生改变。相对原子质量大的氩气比相对原子质量小的氦气的控制效果好。惰性气体射流能够显著改变火焰结构,使预混火焰长度变短。

丙酸改性提高电石渣捕集CO_2性能的动力学分析

在双固定床反应器和热重分析仪上研究了丙酸改性对电石渣循环捕集CO_2性能的影响规律。结果表明,丙酸改性提高了电石渣循环碳酸化转化率,并且延缓了随循环次数增加碳酸化转化率的衰减。利用离子反应模型从碳酸化反应动力学角度分析了丙酸改性提高电石渣循环捕集CO_2性能的机理。相同循环次数条件下,丙酸改性电石渣快速反应阶段化学反应速率常数k和本阶段最终碳酸化转化率X_u均高于电石渣,碳酸化速率达到最大值时的时间t_0短于电石渣。丙酸改性电石渣碳酸化反应速率更快,能以一个较短的时间取得更高的碳酸化转化率。丙酸改性优化了煅烧后电石渣的孔隙结构,提高了20~100nm范围内的孔面积和比孔容,降低了扩散阻力,这是其表现优于电石渣动力学特性参数的原因。

硝酸锰对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO_2的影响

采用Mn(NO3)2对钙基CO2吸收剂进行浸渍改性。在常压双固定床煅烧/碳酸化反应器系统上,研究了改性钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO2的反应特性,并分析了其在循环反应中的微观结构。结果表明:Mn/Ca摩尔比、碳酸化温度、煅烧温度等对改性吸收剂循环捕集CO2特性有较大影响。Mn/Ca摩尔比为1.0∶100和700℃碳酸化时,改性吸收剂可获得最大碳酸化转化率,高于相同反应条件下的未处理吸收剂的转化率;Mn(NO3)2的加入提高了吸收剂在高煅烧温度(>950℃)下的抗烧结性能;经Mn(NO3)2改性后吸收剂煅烧产物的孔隙结构得到了改善,这有利于CO2的循环捕集。

白泥循环煅烧/碳酸化捕集CO_2的反应特性

在双固定床反应器和热重分析仪上研究造纸白泥在循环煅烧/碳酸化过程中的CO2捕集性能。结果表明：当碳酸化温度为700℃时,白泥循环碳酸化转化率最高。随煅烧温度升高,白泥碳酸化转化率迅速降低。第1次循环白泥碳酸化速率和碳酸化转化率最高,5次循环后,碳酸化速率和碳酸化转化率基本不再衰减,从第5次循环到第100次循环转化率基本维持在0.21左右。白泥初始循环碳酸化转化率较低,15次循环后体现出优于石灰石的捕集CO2性能。煅烧白泥孔隙主要分布在1~10 nm,在碳酸化过程中容易被堵塞,所以初始循环碳酸化转化率较低;经多次循环后,煅烧后白泥表面孔隙结构优于煅烧后石灰石,因此白泥取得比石灰石更高的碳酸化转化率。

Cl含量对钙基吸收剂微观结构以及动力学性能的影响

通过浸渍法向分析纯CaCO_3中添加Cl,在双固定床反应器系统和热重分析仪上研究了其对钙基吸收剂循环捕集CO_2性能的影响,利用离子反应模型对添加Cl后吸收剂化学反应控制阶段进行动力学分析。结果显示:Cl对钙基吸收剂循环捕集CO_2性能具有不利影响。当Cl/Ca摩尔比大于0.25%后,随Cl/Ca摩尔比增加,化学反应控制阶段反应速率和持续时间均减小,导致在该阶段最终碳酸化转化率降低。对添加Cl前后吸收剂孔隙分布特性进行分析发现,添加Cl导致煅烧后吸收剂烧结加剧,比表面积降低,10~120nm范围内孔分布减少,导致CO_2在吸收剂内部扩散阻力增加,同时能与CO_2反应的CaO量减少,这是导致吸收剂化学反应控制阶段碳酸化反应速度较慢、最终碳酸化转化率较低的主要原因。鉴于Cl的不利影响,在选择钙基材料作为CO_2吸收剂或合成高活性复合吸收剂时,应避免吸收剂中Cl含量过高。

电石渣流态化捕集燃煤电站烟气中CO2特性

在鼓泡流化床反应器上研究了电石渣煅烧得到CaO(CaO-电石渣)流态化捕集CO2性能,利用离子反应模型分析循环反应过程中碳酸化动力学特性。结果表明:CaO-电石渣在流态化条件下具有优于由石灰石煅烧得到的CaO(CaO-石灰石)的CO2捕集性能;随循环次数增加,CaO-电石渣化学反应控制阶段化学反应速率常数k、最终碳酸化转化率Xu以及快速反应阶段持续时间t均减小,但衰减速率逐渐放缓。动力学分析结果表明,CaO-电石渣虽然碳酸化速率低于CaO-石灰石,但是化学反应控制阶段持续时间高于CaO-石灰石,5次循环后,CaO-电石渣Xu大于CaO-石灰石。CaO-电石渣流态化条件下循环碳酸化性能优于CaO-石灰石,是一种具有良好应用前景的钙循环法CO2吸收剂。

基于钙基废弃物的高活性吸收剂合成及其循环捕集CO_2性能（英文）

利用一种典型的钙基废弃物电石渣作为Ca O源合成CO2吸收剂.该高活性吸收剂由电石渣、九水硝酸铝和甘油水溶液经燃烧合成法合成.结果表明,该合成吸收剂表现出明显好于电石渣的CO2捕集性能.50次循环后,合成吸收剂的CO2吸收量和碳酸化转化率为0.38 g/g和0.70,分别是电石渣相同循环次数时的1.8和2.1倍.当吸收剂补充率相同时,合成吸收剂的平均碳酸化转化率和CO2捕集效率均高于电石渣.为取得相同的CO2捕集效率,合成吸收剂所需吸收剂的补充率小于电石渣.当吸收剂补充率和CO2捕集效率相同时,用合成吸收剂作为CO2吸收剂时煅烧炉内所需的能量小于用电石渣作为CO2吸收剂时所需能量.

高校青年教师对教学与科研关系的认知及激励机制

教学与科研是大学两大主要任务。本文概括了教学与科研协调发展的意义,总结了高校教师对教学和科研关系的认知,高校教师普遍认为教学与科研存在正相关,科研工作能有效提高教学水平,反之亦然。本文分析了高校青年教师在从事教学与科研活动时容易存在的问题,并针对这点提出了激励高校青年教师从事教学和科研活动的有效措施。

化工钙基废弃物捕集CO_2研究进展

本文对采用化工行业产生的钙基废弃物捕集CO_2特性的国内外研究现状进行了综述,介绍了电石渣、钢渣和造纸白泥等典型钙基废弃物湿法碳酸化和钙循环捕集CO_2技术中反应特性,简述了提高钙基废弃物在钙循环技术中捕集CO_2性能的方法,并对钙基废弃物湿法碳酸化和钙循环捕集CO_2技术进行了对比,提出用于钙循环技术作为CO_2吸收剂是钙基废弃物有效的资源化利用途径。

镁负载CaO基吸附剂捕集CO_(2)性能及抗烧结机理

复合钙基吸附剂制备成本过高是限制其工业化应用的主要瓶颈问题。本文以不可溶的CaCO3和Ca(OH)_(2)作为钙源,通过燃烧合成法制备钙镁复合吸附剂,在双固定床反应器上研究了其循环捕集CO_(2)性能。结果显示:制备得到的钙镁复合吸附剂具有更发达的孔隙结构,吸附剂表面Ca和Mg分散均匀,MgO均匀分布于CaO晶粒之间,有效提高了钙镁复合吸附剂的抗烧结特性,因此钙镁复合吸附剂循环反应过程中具有高捕集CO_(2)活性。以Ca(OH)_(2)作为钙源时,燃烧合成过程中Ca和Mg均匀同时析出,分散更加均匀,有效避免了CaCO_(3)作为钙源时Mg的团聚问题,因此得到的钙镁复合吸附剂循环捕集CO_(2)性能最优。最佳的Ca/Mg摩尔比为(8∶2)~(7.5∶2.5)。本研究以不可溶钙源制备得到高活性钙镁复合吸附剂,有效控制了吸附剂成本,具有更好的工程应用前景。

关于如何提高“发电厂动力设备”课程教学效果的探讨

发电厂动力设备是为了方便环境工程学院学生了解热力发电厂中电能生产过程的专业课。本课程教学内容繁杂,涉及学科广泛,同时又由于受众学生关于热能与动力工程专业基础知识的缺乏,导致学生理解本课程内容存在一定困难。本文从备课、课堂讲解、调节课堂气氛以及课后习题等方面提出改善措施,发现采取上述措施后,学生学习积极性得到提高,课堂听讲注意力明显更加集中,教学效果得到改善。

热力发电厂线上教学的设计与实施

为实现停课不停教、停课不停学,热力发电厂课程组结合课程特点,采用学习通作为线上教学平台、腾讯会议作为辅助答疑平台,开展线上教学。介绍了线上教学设计思路与网络教学平台的搭建,并根据线上教学特点调整了课程评价体系,分自主学习、学习实践和互动答疑三个阶段对教学过程进行实施和监督。比较了线上教学和线下教学的特点,提出后续热力发电厂将采用线上、线下混合式教学模式开展教学活动。

流态化下电石渣循环煅烧/碳酸化捕集CO_2特性

在鼓泡流化床上研究电石渣在循环煅烧/碳酸化反应中的 CO2捕集特性，考察循环次数、反应温度、流化数和颗粒粒径对流态化下电石渣循环碳酸化转化率和速率的影响。结果表明：循环次数增加使电石渣碳酸化转化率衰减，经过50次循环其转化率可达0.2，高于石灰石。反应初期，电石渣碳酸化速率低于石灰石，但经过一段时间后高于石灰石。碳酸化温度为700℃，煅烧温度为850~900℃时可使电石渣保持较高循环捕集 CO2性能。增加流化数提高了电石渣化学反应控制阶段的碳酸化速率，对产物层扩散阶段速率影响较小。颗粒粒径增大对化学反应控制阶段速率影响不大，但降低了产物层扩散阶段速率。

硫酸化反应对天然CO_2载体CaO高温循环碳捕集的影响

研究了碳酸化炉烟气中存在SO2时,CaO硫酸化反应对系统平均碳酸化转化率、CO2捕集效率和煅烧炉再生CaO所需能量的影响。结果表明:在相同CO2载体流量比率时,硫酸化引起了平均碳酸化转化率和CO2捕集效率下降;当载体流量比率相同时,硫酸化时煅烧炉所需能量均低于无硫酸化时,增加载体补充流量比率能减缓硫酸化对煅烧炉所需能量的影响,增大载体循环流量比率能加剧硫酸化对能量的影响作用;在相同CO2捕集效率时,硫酸化时煅烧炉所需能量均高于无硫酸化时;当烟气中SO2为CO2体积的1%和CO2捕集效率达到90%时,硫酸化时煅烧炉所需能量为290 kJ/mol CO2,比无硫酸化时所需能量增长了14%。

循环捕集CO_2后煅烧石灰石的硫化特性

ZEC（zero emission coal）系统中,粗煤气进入碳酸化/重整炉前需先脱除H2S,提出利用经过多次碳酸化/煅烧捕集CO2循环的煅烧石灰石（CaO）脱除H2S,并研究循环碳酸化/煅烧次数、硫化温度、H2S浓度和微观结构对循环CaO硫化特性的影响。结果表明,多次循环碳酸化/煅烧捕集CO2后CaO仍具有较高H2S吸收性能。前20次循环,CaO硫化转化率随循环次数增加迅速降低;20次循环后,CaO硫化转化率缓慢下降。硫化120 min后,未循环Ca O的硫化转化率接近100%,而经历1、20和100次循环后CaO的硫化转化率分别为94%、81%和74%。H2S浓度对循环CaO硫化性能影响较大。硫化温度（800~1000℃）对循环Ca O的硫化性能影响较小,最佳硫化温度为900℃。随循环次数增加,CaO颗粒发生高温烧结,导致比表面积降低和20~150 nm内孔隙减少,而这是与H2S吸收密切相关的孔隙,导致Ca O硫化转化率降低。

石灰石和白云石高温循环脱除CO_2过程分析

在N2气氛和高浓度CO2气氛两种典型煅烧气氛下,对石灰石和白云石在循环煅烧/碳酸化捕集CO2过程中的主要系统参数包括长周期循环碳酸化转化率、平均碳酸化转化率、CO2捕集效率和煅烧炉能量需求进行了实验研究和计算分析。结果表明,吸收剂补充流率和吸收剂循环流率对平均碳酸化转化率、CO2捕集效率和煅烧炉所需能量具有直接影响。在相同吸收剂补充流率和循环流率条件下,采用白云石时的平均碳酸化转化率、CO2捕集效率均高于采用石灰石时;在CO2捕集效率为95%和相同煅烧气氛时,采用白云石的煅烧炉所需最小能量至少比石灰石节省82 kJ.(mol CO2)-1。与N2气煅烧气氛相比,在高浓度CO2煅烧气氛下得到的吸收剂平均碳酸化转化率、CO2捕集效率均下降,煅烧炉所需最小能量增加,但采用白云石时主要系统参数的变化均小于石灰石。

火电机组实测法CO_(2)排放监测模型及准确性验证

开发了一种基于实测法的火电机组CO_(2)实时在线监测模型,实现了机组碳排放过程的实时在线监测。介绍了该系统的在线检测原理及基于现场检测数据的火电机组碳排放的核算过程,以1台额定负荷1000 MW的燃煤机组生产数据为例,分析了碳排放量和碳排放强度之间的关系,对比了基于实测法的CO_(2)在线监测模型与排放因子法计算得到的碳排放数据,结果显示二者之间的偏差率为5.91%,该法为电力行业碳排放总量核算由排放因子法向实测法过渡提供了数据支撑。

CaO顺序脱除SO_2/CO_2过程中的硫酸化特性

在固定床反应器和热重分析仪上,研究经历不同循环碳酸化/煅烧反应次数的CaO与SO2的硫酸化反应特性,考察循环次数、颗粒粒径、反应温度和微观结构对CaO硫酸化特性的影响。结果表明:在20次循环之前,CaO硫酸化转化率随循环次数的增加而迅速下降,继续增加循环次数,转化率则保持稳定,而130次循环后,硫酸化转化率则开始增长;初始CaO、经历40次和150次循环后的CaO硫酸化转化率分别为0.480,0.207和0.243;当循环次数不同时,颗粒粒径对CaO硫酸化转化率的影响一致,转化率均随粒径的增大而减小;在800～950℃,初始CaO的硫酸化转化率随温度的变化不大,但随循环次数增加,反应温度对CaO硫酸化影响变大,且反应温度越高,转化率越高。

提高钙基吸收剂循环捕集CO_2性能研究进展

煅烧过程中吸收剂的烧结现象和循环反应过程中的磨损及破碎现象是导致钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO2性能不稳定的主要原因。针对烧结及磨损现象进行了理论分析,同时就目前几种常用的提高钙剂吸收剂循环捕集性能的方法进行了总结,阐述了这几种方法对提高钙剂吸收剂抗烧结性能和机械性能的影响。