原位煤气化化学链燃烧发电系统的过程模拟

运用Aspen Plus软件构建了以Fe_(2)O_(3)/FeO为氧载体的600 MW原位煤气化化学链燃烧发电系统。基于系统的仿真结果,分别进行了能量、[火用]和[火用]成本分析。结果表明:原位煤气化化学链燃烧发电系统的净热效率为35.38%;系统中内部[火用]损失最大的组件为空气反应器,占原位煤气化化学链燃烧子系统组件总内部[火用]损失的28.39%;水汽系统总内部[火用]损失在整个系统中占比较小,仅为化学链燃烧子系统的14%;原位煤气化化学链燃烧发电系统中单位[火用]成本最大的组件为空气预热器,其值为3.88,再热器、省煤器和过热器的产品单位[火用]成本也较大。

化学链氧解耦燃煤发电系统过程模拟

当前煤的化学链燃烧中煤主要通过以下3步进行转化:煤的热解、煤焦的气化以及煤热解和气化产物与氧载体的反应。由于煤焦的气化反应速率较低,燃烧转化全过程受限于较慢速的煤焦气化过程,导致燃烧效率和CO_(2)捕集效率的下降。化学链氧解耦燃烧采用具有吸释氧能力的氧载体,煤焦可以与氧载体释放的气态氧直接反应而转化,避免较慢速的煤焦气化过程,显著提高燃料的转化速率。运用Aspen Plus软件构建了以CuO/Cu_(2)O为氧载体的600 MW化学链氧解耦燃煤发电系统。基于系统仿真结果,分别进行了能量、[火用]和[火用]成本分析。结果表明:化学链氧解耦燃煤发电系统的净热效率为37.66%;系统中内部[火用]损失最大的组件为燃烧反应器,占子系统总内部[火用]损失的44.23%。仅以发电量为产品时,化学链氧解耦燃煤发电系统的[火用]效率为36.27%;如果将高浓度CO_(2)也作为产品,系统的[火用]效率为40.47%;化学链氧解耦燃煤发电系统中单位[火用]成本最大的组件为第7台给水加热器,其次为第5个低压汽轮机、凝汽器、第1个高压汽轮机和空气预热器。

化学链吸附强化气化制氢系统的热力学研究

化学链气化技术被认为是一种利用固体燃料生产富氢合成气的有效途径。基于吉布斯自由能最小化原理,对煤燃料化学链气化系统性能进行了热力学研究。为了增强气化过程,加入了吸附剂,并使其在整个系统中循环,实现了对二氧化碳的吸附。进一步研究了操作参数对化学链气化系统性能和热量需求的影响。结果表明,吸附剂的加入可以显著提升氢气产量且为燃料反应器提供了一部分热量,载体循环量的适量增加可以使系统达到自热条件。

中温太阳能驱动甲烷化学链重整冷热电系统及性能研究

针对高温太阳能与天然气热化学互补分布式能源系统存在聚光比高、互补反应温度高、变工况性能不稳定的技术瓶颈,本文探索了一种能实现主动调控的中温太阳能与天然气互补的化学链重整冷热电联产系统。利用约500℃太阳热能驱动天然气基-氧化镍化学链重整,生成合成气太阳能燃料,通过燃气轮机冷热电联产系统,实现中温太阳能与天然气综合梯级利用.研究结果表明:在设计点工况条件下,系统的总能效率可达到80.9%,太阳能集热面积节约率达到53.2%,太阳能净发电效率可达27.3%.分析了关键参数如NiO和甲烷摩尔比(Ni/C)和太阳辐照强度(DNI)对系统热力学性能的影响。