基于Ca循环的生物质加压气化制氢系统的模拟与优化

建立了基于Ca循环的生物质气化制氢模型,包括气化单元和燃烧单元.气化单元包括热解与重整2个模块,通过快速热解试验获得初始热解模块的结果,并进行了压力和温度的修正计算;通过调整二次热解时进入燃烧炉的焦炭量,使得燃烧炉能够达到煅烧碳酸钙的温度,剩余焦炭进入气化炉;重整模块以及燃烧单元采用Gibbs自由能最小化原理进行计算.通过控制气化反应平衡趋近温度得到系统加压时非平衡态工况的结果,并与气化炉试验结果进行了对比验证.考察了压力、温度、n(Ca)/n(C)和n(H2O)/n(C)对氢气体积分数与产量、碳酸化率和碳酸钙煅烧率等的影响.通过优化,得到了最优的氢气产量为106.4g/kg,体积分数可达94.0%.

蒸汽活化对天然钙基吸收剂循环碳酸化捕获CO_2的影响

为探明蒸汽活化对钙基CO_2吸收剂活性再生的影响规律,基于热天平系统研究了活化温度、蒸汽浓度、操作频率、碳酸化及蒸汽活化时间以及活化方法对天然钙基吸收剂CO_2捕获性能的影响.结果表明,300~400,℃对天然吸收剂活化效果最优;提高活化水蒸气浓度和频率有利于再生吸收剂碳捕获性能;短时间活化效果低于长时间活化工况;煅烧后水蒸气活化可大幅再生吸收剂活性,而在反应过程中通入蒸汽活化效果不佳;从捕获总量和活化效率考量,高频率短循环方式活化效果更佳.

添加CaO对煤热解行为影响的实验研究

为研究高钙碳摩尔比对煤热解过程的影响特性,基于热重红外联用系统与固定床实验系统对宁夏烟煤开展了添加CaO吸收剂的煤热解实验。实验采用钙碳摩尔比分别为0,0.25,0.5与1,结果表明:CaO可显著改变煤失重及气态产物析出历程,添加CaO的热解DTG曲线在400℃与650℃存在失重峰,分别对应CaO水合产物Ca(OH)_2与碳酸化产物CaCO_3分解。此外CaO加入亦降低固态热解产物收率,同时促进热解过程CO,CH_4,H_2产出,并显著改变CO_2析出历程,当钙碳摩尔比由0增至1时,H_2产出增加5.21%,CO产出增加44.13%,CO_2降低17.80%,促进与抑制效果均与钙碳摩尔比成正比。