新型串行流化床流体动力学研究

提出了一种用于固体燃料化学链燃烧的新型串行流化床,将燃料反应器设计为不同流型的两段,即快速的混合反应段和低速的未反应碳分离段。混合反应段的射流进料强化了物料的混合,可以实现颗粒性质差异大的载氧体-固体燃料间的充分混合反应;未反应碳分离段代替了碳捕获器的作用,降低了反应装置的复杂性。采用石英砂代替载氧体作为床料,空气作为流化气体,在自行搭建的冷模装置上对提出的新型串行流化床的流体动力学进行了研究。研究表明:冷态系统连续运行平稳,快速混合反应段的一级燃料反应器的固含率εs>0.15,属于高密度流化状态,较高的颗粒浓度强化了载氧体-固体燃料间的反应。另外,颗粒浓度随着表观气速增加而降低,固体循环率随着表观气速的增加而增大。

铁基载氧体对煤中汞释放行为的影响

采用Ontario-Hydro方法,在管式炉中考察了煤化学链燃烧/气化过程中Fe4Al6载氧体对煤中汞释放率、气态汞形态分布及汞在两反应器内释放行为的影响。结果表明,载氧体对煤中汞释放率具有显著的影响,在500~700℃,与无载氧体相比,化学链燃烧过程煤中汞释放率减少,化学链气化过程煤中汞释放率增大,而在900℃时,无论化学链燃烧过程还是化学链气化过程,煤中汞释放率均减小。Fe4Al6载氧体能够显著增加燃料反应器出口气态Hg2+的相对含量,其含量随温度的升高而逐渐升高。燃料反应器的温度也是影响煤中汞在两反应器中的分布以及空气反应器中不同价态汞百分含量的重要因素。此外,相同条件下不同煤种的汞释放率不同,主要与煤的组成不同有关。该研究对揭示载氧体对煤中汞迁移的影响机理以及煤化学链转化过程汞的控制提供了实验依据。

煤转化过程中汞的排放与控制研究进展

汞对人类和环境的危害巨大,而煤中汞的排放是人为汞排放的主要污染源,引起国际国内的广泛重视。基于煤中汞的赋存形态和分布,本文对煤燃烧、煤气化以及煤化学链燃烧/气化过程中的汞的排放进行了综述,对比了传统煤燃烧过程的燃烧前脱汞、燃烧中脱汞、燃烧后脱汞。作为新型的煤转化方式,煤化学链燃烧/气化具有能效高、污染物协同脱除等优势,对煤化学链转化过程中S、N、Hg等污染物的协同脱除以及基于化学链技术的汞脱除方法需要进一步研究。