透水NaA分子筛膜强化的CO_(2)加氢高效制甲醇

近年来,利用可再生能源产生的绿氢与CO_(2)反应制备甲醇备受关注。然而,由于CO_(2)催化加氢反应受热力学平衡限制,CO_(2)的转化率与甲醇选择性较低;另外,副产物水易导致催化剂失活。本研究采用母液晶种法在α-Al_(2)O_(3)膜管外制备了无缺陷的单通道NaA分子筛外膜,通过在膜管外填充Cu基催化剂,构建了一种分子筛膜-催化剂反应分离双功能反应体系,以同时实现CO_(2)加氢生成甲醇和在线选择性除水。通过XRD、SEM、N_(2)等温吸附-脱附、H_(2)-TPR表征技术对NaA分子筛膜和催化剂进行理化性质表征,并在膜反应器上对催化剂的CO_(2)催化加氢性能进行评价。结果表明,与传统固定床反应器对比,本反应体系可有效拉动反应平衡,大幅提高CO_(2)转化率。在250℃、3MPa条件下,CO_(2)转化率由3.34%提高至28.78%,甲醇收率由3.28%提高至27.62%。

移动床过滤器设计优化和热煤气除尘实验研究

依据流态化理论 ,对用于高温气体净化的逆流式移动床颗粒层过滤器内的流动过程分析表明 ,过滤器和循环清灰系统的结构对过滤性能有较大的影响 ,过滤器内流动形态和气流之间的压力平衡主要受颗粒层内压力梯度的影响 .设计理论的正确性在热煤气实验中得到了验证 .热煤气考核实验表明 ,所设计的结构较容易达到气流之间的压力平衡 ,移动床颗粒层过滤器在高温高压下能够实现过滤与循环清灰的一体化稳定运行 ,且过滤效率达 99 6 5 %～ 99 80 % 。

常温高压下移动颗粒层除尘试验研究

介绍了用于整体煤气化联合循环 (IGCC)热煤气和增压流化床燃烧联合循环 (PFBC CC)高温烟气除尘的移动颗粒层试验台。调试阶段进行了一系列的条件试验。改进后在常温下进行了试验 ,结果表明在高压下能够实现颗粒层过滤和气力循环清灰的一体化稳定运行。研究发现移动颗粒层过滤时 ,气流之间的压力平衡是一个关键因素 ,运行中必须严格控制过滤气体和输送气体的压力。

多背压凝汽器中温差场均匀性原则的直接证明

In this paper,temperature difference field (TDF) has been studied in multi-pressure condenser. Analytical results show that there is a certain liner relationship between the nonuniformity factor of TDF and the mean condensing temperature. With the nonuniformity factor of TDF, the optimization is made for the distribution of heat transfer capacity and area in different steps of multi-pressure condenser. The validity of the uniformity priciple of TDF is proved in multi-pressure condenser.

移动颗粒层除尘系统动力特性研究

热工研究院所开发的移动颗粒层过滤除尘系统,在高温、高压下能够实现颗粒层过滤和气力循环清灰的一体化稳定运行。过滤气体和输送气体之间的压力平衡和气流速度选择是影响系统稳定运行的关键因素。该文应用流态化理论和气力输送理论分析了过滤气体和输送气体的操作速度。计算表明,温度和压力对过滤速度的选择有较大影响。文中对压力平衡的分析与试验结果相吻合。

换热器温差场均匀性分析

结合顺、逆流换热器，对温差场的均匀程度进行了研究．提出了传热效能与温差场不均匀因子之间的关联式，该式的计算结果与有关文献数值计算的结果符合较好．在相同传热单元数和热容量流比的情况下，换热器的温差场越均匀，其传热效能越高，验证了温差场均匀性原则的正确性．

多背压凝汽器熵产分析

研究了多背压凝汽器传热熵产的优化及平均冷凝温度的定义方法。所得结论对多背压凝汽器热力学完善程度的提高有一定意义。

传热系数变化时多背压凝汽器的温差场均匀性分析

结合多背压凝汽器，研究了考虑传热系数变化时温差场均匀性原则的适用性问题。作为初步近似，将凝汽器的各级传热系数取为不同的常数，得到的关联式与文献［１］对传热系数为常数时的研究结果相同。为了说明论述的正确性，还用其它两种方法对乡背压凝汽器进行了研究，得到了与温差场均匀性分析相一致的结论。

华能北京热电厂CO_2捕集工业试验研究

我国首套电厂CO2捕集工业级示范系统已在华能北京热电厂建成并成功示范运行,证明该技术适合于在商业运行燃煤电厂进行捕碳。该文介绍了该系统的工业运行情况和试验结果。试验结果表明:前期钝化过程,吸收剂中的抗氧化剂和缓蚀剂,以及Fe3+浓度的变化在正常范围内;调试过程烟气在较大负荷下达到了设计要求;系统运行过程中CO2捕集效率为80%～85%,截至2009年1月底,已生产99.7%的CO2约900t;运行过程中,由于电站系统负荷变化,使得烟气温度波动,导致系统的水失衡;研究提出并对比了进行水洗预处理和提高吸收塔出口温度2种解决方案,发现采用预处理脱水能获得更低的蒸汽消耗,但却需要提供额外的动力和冷却水。

利用粉煤灰与可循环碳酸盐直接捕集固定电厂烟气中二氧化碳的液相矿化法

提出了采用可循环碳酸盐混合物促进粉煤灰在液相中捕集封存燃煤烟气中CO2的工艺,考察了3种中国粉煤灰的矿化性质,并对神府煤粉煤灰做了重点研究,考察不同添加剂、Na2CO3浓度、不同气氛、固液比、搅拌速度、温度等参数对神府煤粉煤灰矿化反应的影响。提出了以碳酸盐混合物为添加剂的新思路,并实验验证了添加剂循环使用的途径和方法。试验选取Ca转化率（ζCa）和产物中的CaCO3含量两个指标对矿化效果进行评价。采用XRD和SEM对粉煤灰进行物相分析和形貌分析,采用TGA测定反应后固体产物中二氧化碳的吸收量,采用总碳和无机碳分析仪对试验所得液体产物进行碳含量分析。结果表明固液比、搅拌速度对ζCa的影响非常小,而提高反应温度能显著提高ζCa。当以Na2CO3为添加剂时,矿化效果最好,Na2CO3的最佳浓度为0.5mol/L,Na2CO3在矿化过程中可以再生从而实现循环利用。

燃气烟气1000t/a CO_2捕集中试试验研究

我国第1套燃气烟气CO2捕集中试装置成功完成3000h连续试验运行以论证吸收溶剂和工艺过程。试验结果表明：开发的燃气烟气C02捕集系统运行平稳，工艺过程稳定可靠。吸收剂具有效率高、腐蚀降解低、损耗少等特点，溶剂损耗小于0．5kg／t CO2，溶液对316L、304、2205、2507这4种合金材料的腐蚀度均小于I．65×10^-3mm／a。吸收塔尾气污染物排放水平低，其中溶剂排放〈0．17ml/m3，亚硝胺排放〈3μg／m2，未发现硝胺存在。新型的蒸汽加热-闪蒸-机械蒸汽再压缩一体化再生工艺比传统加热再生方式减少蒸汽消耗10％~25％，总再生能耗下降10％～15％。

燃煤烟气全流程CCUS系统的技术经济分析

燃煤电站全流程CO2捕集、利用与封存(CCUS)装置各个环节选用合适的技术决定其经济性,采用逐项比较的方法,确定出在不同条件下CO2捕集、压缩、输送及驱油各个不同工段应采用的工艺技术,然后分别从建设投资与运行成本角度分析了各个工段的影响因素并有针对性地提出优化措施,并对3个100万t/a相同规模的不同地址燃煤电厂与不同位置油田驱块的组合方案进行了经济性评价。结果表明,CO2输送距离是建设总成本的主要影响因素,而中长期CO2公用输送管网的规划完善将弥补CO2平均输送距离带来的成本增加。

干热岩地热开发实践及技术可行性研究

干热岩地热资源潜力大且具有较好的安全环保性,是未来重要的清洁可再生能源。干热岩多为花岗岩体,发育区通常具有较高的大地热流值和良好的盖层条件,地质上主要分布在大地板块碰撞带及其周边区域、断陷盆地、新生代花岗岩体发育区等。由于岩体致密、缺少流体,干热岩需要压裂激发形成增强型地热系统(EGS)才能进行开发。水热型地热发电的成功实践,为干热岩地热开发奠定了良好的基础,而美国、欧洲成功的工程实践,说明了干热岩地热发电的技术可行性。干热岩地热发电涉及到勘查靶区优选、钻探测录井、EGS工程、高效发电/供暖和尾水回灌等勘查开发技术。我国干热岩资源主要分布在青藏地区、东南沿海、沉积盆地等地,尚处于勘查阶段。干热岩勘查选址应采用大地电磁测深法,并辅以人工地震或重力勘探等其他地球物理方法。致密岩体常用水力压裂进行激发并需微地震监测造储效果。开展循环试验时进行THCM耦合模拟,发电方式应采用双工质循环发电。建议我国应尽快制定干热岩勘查开发相关标准及政策,加大技术攻关力度,建立干热岩地热高效利用示范工程。

碳酸钾溶液捕集CO_2的吸收热研究

在化学吸收法捕集分离CO2过程中,吸收热和再生能耗是评价吸收剂性能的重要指标,也是进行工艺条件设计和捕集成本评估的重要依据。稠浆型碳酸钾吸收工艺可以降低再生过程中水的参与度,被认为是实现燃煤电厂烟气中CO2大规模捕集的颇具潜力的减排技术之一。文中采用真实热流法测量碳酸钾溶液对CO2的吸收热,分析反应温度、溶液浓度、CO2负载和结晶效应等对吸收热的影响,为稠浆型工艺的设计和模拟提供了必要的基础数据。研究表明:在没有结晶出现的情况下,反应温度和碳酸钾浓度的影响较小,吸收热随CO2负载的增加而减小。出现结晶后,温度和浓度的影响增大,同时结晶热效应导致吸收热的规律产生很大变化。此外,对稠浆型工艺进行评估时,需要综合对比考虑水的气化潜热、结晶热和公用冷却水用量等因素。

燃煤电厂新型静电布袋复合除尘器的开发与气流分布试验研究

提出一种新的燃煤电厂静电布袋复合除尘器,分析其技术经济特点,并提出一些需解决的技术问题。其中静电除尘单元与布袋除尘单元之间的结合形式是一个技术难点,将影响整个除尘系统的效率和布袋的使用寿命。研究开发出一套气流分布试验台,采用一定形式的气流分布板进行冷态试验研究,分析了几个关键截面的流场,掌握了气流分布规律,确定了气流分布板的开孔分布,为进一步进行中试试验和实现工程化奠定了基础。研究表明,采用具有独创性的结合形式后,该新型静电布袋复合除尘器应用于工程后将具有非常大的经济和环保优势。

燃煤烟气CO_2捕集系统与电厂系统集成分析

应用于电厂的烟气二氧化碳捕集技术是能实现大规模降低二氧化碳排放的主要手段之一。文中从二氧化碳捕集系统与电厂系统集成角度出发,分别从烟气、汽水循环、冷却水等3个系统分析了捕集系统对电厂的影响及可以采取的集成及改造措施。结合660 MW超超临界机组进行二氧化碳捕集前后的模拟计算,考察二氧化碳捕集对电厂的影响,结果表明,全烟气中90%的二氧化碳捕集后电厂发电净效率降低约10个百分点。

燃煤电厂CO_2捕集系统的技术与经济分析

介绍了我国第一套燃煤电厂烟气CO2捕集系统的运行概况.对项目设备投资以及运行过程中蒸汽、电力、溶液和其他消耗性物品的成本进行了分析.结果表明:吸收塔和再生塔的成本约占50%设备投资;在该项目运行条件下,捕集的运行消耗成本为170元/(t CO2),其中蒸汽消耗成本占55%;减排运行消耗部分使电价成本增加了0.139元/(kW.h),从而使电厂的上网电价提高了29%.

CO_2捕集测试装置能量平衡分析

应用于火电厂的烟气CO_2捕集技术是能实现大规模降低CO_2排放的主要手段之一,然而CO_2捕集系统的高能耗制约了这一技术的应用和商业化推广。文中依托一套建于燃煤电厂的1000t/a的CO_2捕集试验装置的运行测试,对捕集系统进行了能量平衡分析,建立了热平衡方程,对热量输入与输出进行了计算与比较,计算结果验证了热平衡方程的准确性。此外考察了系统主要冷却换热器的冷却负荷分布,结果显示承担再生气冷凝功能的再冷换的冷却负荷占了全系统冷却负荷的54%。针对能量平衡分析中发现的主要问题,提出了从能量利用角度提高工艺性能的两项技术措施,提高系统能量利用率。

捕集并利用燃煤电厂二氧化碳生产高附加值产品的新工艺

二氧化碳矿化封存是将温室气体二氧化碳以固体碳酸盐形式永久封存起来,以减少大气中二氧化碳含量,减缓温室效应的一种新技术。文中阐述了近期矿化封存技术的最新发展情况并分析了未来发展的趋势,介绍了二氧化碳捕集与矿化一体化新工艺。二氧化碳捕集与矿化一体化新工艺可以克服以往工艺能耗高,效率低的缺点,同时还能生产有经济价值的副产品来降低CCS的成本。

移动床过滤除尘的直接数值模拟研究及实验对比

利用格子气和软球模型建立气固两相流数值模拟计算模型,模拟计算了在同一风速下碰撞次数与粉尘粒径之间的关系,初步研究移动过滤层颗粒对粉尘尺寸的过滤选择性。计算统计的结果与实验结果对比发现,二者存在定性上的一致。计算结果表示在移动床过滤中过滤效率对尘粒粒径具有明显的选择性,而且研究结果还表明格子气自动机模型可用于模拟流体在复杂边界条件下多孔介质细微通道内部的流动。