化学链燃烧分离CO2技术的研究进展
中国化学链燃烧技术研发进展与展望
中国化学链燃烧技术研发进展与展望目录一、内容简述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (3)二、中国化学链燃烧技术的发展历程 (5)2.1 技术起源 (6)2.2 技术发展阶段 (7)三、化学链燃烧技术的核心原理 (8)3.1 化学链燃烧技术的定义 (9)3.2 核心原理 (10)四、中国化学链燃烧技术的研发进展 (11)4.1 能量利用效率提升 (12)4.2 系统污染物减排 (13)4.3 新型催化剂的研发与应用 (15)4.4 工程化应用的突破 (16)五、中国化学链燃烧技术的应用现状 (17)5.1 工业领域的应用 (18)5.2 科研领域的应用 (19)5.3 其他领域的探索 (20)六、中国化学链燃烧技术的市场前景 (21)6.1 市场需求分析 (22)6.2 市场竞争格局 (23)6.3 发展趋势与挑战 (24)七、中国化学链燃烧技术研发的挑战与对策 (26)7.1 技术难题及攻克策略 (27)7.2 人才培养与团队建设 (28)7.3 政策支持与产业环境 (29)八、结论与展望 (30)8.1 研究成果总结 (31)8.2 未来发展方向 (33)8.3 对中国化学链燃烧技术的期许 (34)一、内容简述研发背景：介绍化学链燃烧技术的起源、发展及其在能源领域的应用价值，阐述中国在这一领域的研究意义。
研发进展：详细介绍中国在化学链燃烧技术研发方面所取得的成果，包括技术突破、研究成果、应用实例等。
技术原理：阐述化学链燃烧技术的基本原理，包括化学反应过程、关键要素等，以便读者更好地理解该技术。
现状分析：对中国化学链燃烧技术的当前状况进行全面评估，包括技术成熟度、产业应用、市场竞争等方面的分析。
展望未来：结合国内外形势和技术发展趋势，对中国化学链燃烧技术的未来发展方向进行展望，包括技术创新、产业应用、政策支持等方面的预测。
挑战与对策：分析中国在化学链燃烧技术研发及产业化过程中面临的挑战，如技术瓶颈、产业政策支持、资金投入等，并提出相应的对策和建议。
化学链燃烧减排二氧化碳的的可行性研究
博学笃志明德求真守正出奇煤化学链燃烧减排二氧化碳可行性研究报告热一第五组2012/12/31摘要：本报告是对煤化学链燃烧发电技术的可行性研究，与传统发电技术对比，突出了其优势和不足，是未来电力发展方向的实践性展望煤化学链燃烧减排二氧化碳可行性研究报告目录第一章、项目背景 (3)1.项目背景 (3)第二章、项目实施的必要性 (5)2.1项目建设的意义 (5)2.2国内外研究现状 (6)2.3目前研究存在的问题 (11)第三章．项目建设的规模和生产能力 (13)第四章．项目建设的外部条件 (13)第五章．建厂地区和厂址的研究 (14)第六章. 技术和经济分析 (16)1、技术性分析 (16)2、经济性分析 (19)第七章、厂内总图 (25)1、电厂建设总规划图 (25)2、工作车间剖面图 (25)第八章、劳动安全 (27)第一节、设计依据 (27)第二节、劳动安全和工业卫生措施 (27)第三节、综合评价 (29)第九章、环境影响评价 (29)第一节、设计依据 (29)第二节、环境污染和保护措施 (30)1、废气处理 (30)2、废水处理 (30)3、噪声 (30)4、发电机组进风滤清器降噪处理 (31)5、发电机车间通风降噪处理 (31)6、发电机车间内吸声处理 (31)7、发电机车间门窗降噪处理 (31)8、冷却塔降噪处理 (32)第十章、企业的经营管理和人力资源配置 (32)第一节、企业组织机构 (32)第二节、项目建设管理 (32)第十一章、项目的建设进度 (33)第十二章、结论 (34)第一章、项目背景1.项目背景近年来我国工业化发展迅速，与此同时带来的环境问题也是不容忽视的。
随着工业的发展和人民生活水平的提高，化石燃料燃烧产生的二氧化碳越来越多，二氧化碳成为全球变暖和温室效应的主要原因。
化石燃料燃烧而产生的二氧化碳对于全球气候变暖的影响，已经成为一个国际间广泛关注的话题。
控制和减少煤燃烧过程二氧化碳的排放，是应对温室效应的主要手段。
二氧化碳分离技术的发展
二氧化碳分离技术的发展一、概述现在地球上气温越来越高，海平面升高，都是因为二氧化碳增多造成的。
因为二氧化碳具有保温的作用，近100年，全球气温升高0.6℃，海平面上升14厘米。
空气中含有约0.03%二氧化碳，现在这一群体的成员越来越多，泥炭,煤,石油等化石能源的燃烧,厂房的废气是近年来二氧化碳含量猛增的主要原因, 二氧化碳主要来自人们释放的化石能源。
如我们熟知的煤炭，石油，天然气。
这些能源是经过数亿年积累下来的太阳能的储存体。
而我们瞬间就将这些能源释放出来。
而二氧化碳是化学放热后最稳定的形式。
目前，国际上减排二氧化碳主要有两种方式：一种是利用可再生能源和提高能源利用效率。
这是减排二氧化碳的最佳途径，但是这些技术的应用和发展收到了诸多现实因素的制约，无法再短时间内满足经济迅速发展的需要。
另一种是对二氧化碳进行分离和储存。
对于化石燃烧产生的二氧化碳这种方式是最适合的。
中国要实现在2050年二氧化碳排放量增幅控制在5.5%以内的目标，因此，低碳技术是未来国家最重要的竞争力之一。
[1]因此，研究工业生产中二氧化碳回收的技术和方法对改善环境和提高经济效益具有积极的社会意义。
二、二氧化碳的分离技术目前世界上二氧化碳的分离技术主要有精馏法、物理吸附法、膜分离法、吸收法（物理吸收法、化学吸收法）四大类。
2.1精馏法利用吸附剂吸附杂质，利用二氧化碳的沸点与其他气体不同进行分割，比二氧化碳沸点高的重组分用不同吸附剂脱除，比二氧化碳沸点低的轻组分用精馏方法提出，可得到高纯液态产品。
2.2物理吸附法吸附法是一种利用固态吸附剂对原料气中的CO进行有选择性的可逆吸附作用来分离回收CO萠新技术。
吸附剂在高压及低温条件下吸附CO，在低压及高温条件下将CO解析，通过周期性的温度变化实现CO与其它气体的分离。
常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等[2]。
采用吸附法时，一般需要多台吸附器并联使用，以保证整个过程能连续地输入原料混合气，连续取出CO2产品气和未吸附气体。
化学链燃烧的研究现状及进展
第26卷第4期 2006年8月动 力 工 程Journal of P ower EngineeringV ol.26N o.4 Aug.2006 文章编号:100026761(2006)042538206化学链燃烧的研究现状及进展李振山, 韩海锦, 蔡宁生(清华大学热能工程系;热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084)摘 要:化学链燃烧具有高效、二氧化碳内分离和低NO x 等特点,已受到较多关注。
介绍了化学链燃烧方式的基本概念,概括分析了它的主要特点,对化学链燃烧系统中具有重要作用的载氧剂的研究现状进行了详细的分析,并对有关化学链燃烧系统设计、试验以及与其它系统耦合方面的进展进行了描述,最后对化学链燃烧发展方向进行了展望。
图4表3参14关键词:工程热物理;化学链燃烧;载氧剂;二氧化碳内分离中图分类号:TK 121 文献标识码:ARe search Status and Progre ss of Chemical 2Looping CombustionLI Zhen 2shan , H AN Hai 2jin , C AI Ning 2sheng(MOE ’s K ey Lab of Thermal Science and P ower Engineering ;Department of Thermal Engineering ,Tsinghua University ,Beijing 710049,China )Abstract :M ore attention is now already being paid to chemical 2looping combustion (C LC )due to it ’s being featured by high efficiency ,inherent C O2separation and low NOX emission.An introduction is being presented to the basic concept of C LC ,together with a brief analysis of its main features and a detailed review concerning the research status of oxygen carriers (OC ),which play an im portant role in C LC combustion ,as well as a description of relevant system designing and performance tests.Progress in conjunction with other systems is als o mentioned.In conclusion ,prospects of future development are discussed.Figs 4,tables 3and refs 14.K eywords :engineering therm ophysics ;chemical 2looping combustion ;oxygen carrier ;inherent C O 2separation收稿日期:2006201210作者简介:李振山(19752),男,辽宁沈阳人,博士研究生,主要从事近零排放碳基燃料制氢与煤气化多联产方面的研究。
二氧化碳分离技术的最新进展
二氧化碳分离技术的最新进展二氧化碳是一种非常重要的气体，在工业生产、生态环境等领域都有着广泛的应用。
但是，二氧化碳是造成全球气候变化的原因之一，因此，减少二氧化碳的排放对于维护环境生态具有重要的现实意义。
二氧化碳分离技术是减少二氧化碳排放的有效手段之一。
目前，二氧化碳分离技术有很多种，主要包括物理吸附、化学吸附、渗透分离等方法。
但是，这些方法还存在着一些问题，如能耗高、产物选择性差等。
然而，最新的研究表明，有一种称作“膜分离技术”的方法具有很好的二氧化碳分离效果，是未来二氧化碳分离技术的一个重要方向。
膜分离技术是利用膜进行分离、纯化、浓缩和淡化等过程的方法。
这种方法具有能耗低、节约资源等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。
在二氧化碳分离方面，主要的膜材料是聚合物、无机材料等。
这些材料具有天然的通透性，能够将二氧化碳从混合气体中分离出来，提取高纯度的二氧化碳。
目前，膜分离技术已经在多个产业领域得到了广泛应用，如石油、化工、医药、食品和环保等产业。
对于二氧化碳分离而言，膜分离技术正逐步取代传统的化学吸收与吸附分离等方法，成为二氧化碳分离技术的重要方向。
研究人员在提高分离效率的同时，也在不断地开发新的膜材料，以适应不同的分离条件和要求。
例如，研究人员提出了“缩小孔径法”的思路，能够通过纳米孔膜将分子与分子之间的差异扩散效应提高至最大化，以实现分离效果的提高。
此外，还有一种新型的膜材料，称为“金属有机骨架膜”，它具有优异的分离效果。
这种材料制成的膜具有较高的热稳定性、力学性能和化学稳定性，能够耐受高温、高压和不同酸碱条件下的分离过程。
金属有机骨架膜在分离和回收石油烃、二氧化碳、氢、甲烷等方面具有广泛的应用前景。
总的来说，膜分离技术是当前二氧化碳分离技术的重要领域之一。
未来，随着膜材料的不断研发和创新，膜分离技术将成为二氧化碳分离技术的一个重要方向，为环保事业、生态建设做出更大的贡献。
化学链燃烧技术的研究进展综述
化学链燃烧技术的研究进展综述王金星; 孙宇航【期刊名称】《《华北电力大学学报(自然科学版)》》【年(卷),期】2019(046)005【总页数】11页(P100-110)【关键词】化学链燃烧; 反应器; 氧载体; 污染物; 研究进展【作者】王金星; 孙宇航【作者单位】清华大学能源与动力工程系北京 100084; 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TK160 引言随着人们对能源的依赖性逐渐增强，化石能源的大量消耗导致了很多环境问题，尤其是CO2气体的排放引起了更为广泛的关注[1]。
对于燃烧后捕集CO2，从烟气中分离CO2将大大增加电厂的发电成本。
富氧燃烧技术是一种燃烧中捕集CO2的方式，通过烟气中水蒸汽的冷凝即可获得较高浓度的CO2。
因此，与传统的燃烧方式相比，富氧燃烧技术使分离CO2得到了简化，但是就现有的技术来看，从空气中分离氧气也需要消耗大量的能量[2]。
在1994年，化学链燃烧技术用于捕集CO2作为一种新的燃烧方式被提出了，其原理如图1所示[3]。
从图中可以发现，利用化学链燃烧技术不需要用气体间的分离便可实现燃料的燃烧和CO2的分离，可视为在燃烧中分离CO2的改进技术。
因此，从节能的角度来讲，化学链燃烧技术是一种非常有前景的燃烧方式。
具体的技术原理如图1所示。
图1 化学链燃烧技术原理示意图Fig.1 Schematic diagram of chemical looping combustion technology燃料反应器中氧载体处于氧化态的活性组分MeyOx与燃料进行以下反应[4, 5]:(1)空气反应器中氧载体处于还原态的活性组分MeyOx-1与O2进行以下反应:(2)化学链燃烧技术的优势主要包括以下几点：(1)具有内分离CO2的特点，进而不需要外加分离装置进行CO2捕集[6]；(2)分步燃烧过程实现了能量梯级利用；(3)避免了燃料型NOx的产生，由于燃烧温度较低减少了热力型NOx的产生[7]。
燃煤化学链燃烧技术的研究进展
燃煤化学链燃烧技术的研究进展摘要：为了提高煤炭整体的利用效率，可以高效地利用燃煤化学链燃烧技术，在降低能源消耗的同时，还可以减少二氧化碳的捕集能耗，当代最具有发展潜力的捕集技术就是燃煤化学链燃烧技术。
对燃煤化学链燃烧系统进行整体的性能分析，从不同的角度对这项技术进行综合的评价研究，通过对反应器、煤以及载氧体进行核心研究，可以对整个燃烧系统的反应性能进行更加深度的分析。
在分析反应器整体开展的过程当中会存在着一些问题，通过分析开发过程中的问题，可以有效明确在未来发展当中的主要方向。
关键词：二氧化碳捕集；化学链燃烧；载氧体；反应器；研究进展引言随着经济的快速发展，社会各行各业对于煤炭的消耗与日俱增，全球能源消费系统当中，导致全球气候变暖的主要原因就是二氧化碳的过度排放。
随着人们环保意识的逐渐加强，国家对于二氧化碳的排放量越来越重视，在所有行业当中，电力行业以煤为主要的燃料，成为所有行业当中排放二氧化碳量最高的产业。
为了有效解决电力行业当中二氧化碳的排放问题，专家研究表明碳捕集与封存技术是解决该问题的主要解决方法。
由于技术的局限性，目前所应用的二氧化碳捕集与封存技术所耗能源过高，在一定程度上降低了整个动力系统的工作效率，使得电力行业整体的发电成本增加。
一、燃煤CLC技术的实现途径煤与载氧体的接触形式多种多样，在所有的接触形式当中总共分为两大类，煤间接接触和直接接触。
在间接接触整体过程当中，煤需要单独的在一个气化炉内，经过气化之后生成一种合成气，然后通过引入合成气的方式，在反应器当中进行还原反应。
煤与CLC直接接触的优势就是，载氧体和燃料不会进行直接的接触，在反应系统当中说进行的接触比较简单，只涉及到气体和固体之间的还原反应。
任何事物都是双面的，有一定优点的同时也会存在着一定的不足，在这个反应系统当中会增加气化炉，气化炉的增加就会导致整个反应系统的运行成本增加。
煤与载氧体颗粒会处于同一个反应容器当中，煤会进行热解气化，在这个过程当中，不需要添加其他的气化装置，并且整个反应体系是非常紧凑的。
化学链燃烧技术研究进展--毛玉如 苏亚欣 马晓峰
图 3 流化床化学链燃烧技术系统示意图
Lyngfelt 等设计和搭建了一个采用化学链燃烧技 术的 10kW 锅炉试验装置 (图 3) [6] 。该系统包括两个 相互联系的流化床 ,一个高速上升床和一个低速鼓 泡床 ,Ni 基粒子作为氧气携带者在两床之间循环 ,该 系统很象燃烧固体燃料的循环流化床 。在高速上升 床 ,氧气从燃烧空气传到 Ni 基粒子 ,在低速鼓泡床再 传给燃料 。2003 年 100h 的连续试验显示 ,基于燃料 热值 的 燃 料 转 化 率 达 9915 % , 出 口 气 体 中 大 约 有 015 %的 CO 、1 %的 H2 和 011 %的 CH4 。空气反应器 侧没有 CO2 逸出 ,过程中 CO2100 %被 (下转第 55 页)
参考文献 : 1《、南平市畜牧业发展规划》(2005～2010 年) 2 、福州大生态环境工程有限公司 1 福建长富第六牧场能
源环境工程技术方案
(上接第 24 页) 捕捉 ,这样从燃料反应器一侧几乎得到了纯的 CO2 蒸汽流 。在测试阶段 ,Ni 基氧化物粒子强度或反应 性也没有下降 。
3 结语
化学链燃烧技术的能量释放机理是通过燃料与 空气不直接接触的无火焰化学反应 ,打破了自古以 来的火焰燃烧概念 ,开拓了根除燃料型 、热力型 NOx 产生与回收 CO2 的新途径 , 有着光辉的发展前景 。 为了明确化学链燃烧反应的机理和开发适用的固体 反应材料 ,很多国家和机构利用热重仪 、固定床式反 应器和流化床反应器 ,进行了探索性的研究 ,并提出 以化学链燃烧构成的联合循环 ,但就世界范围内 ,它 还处于初步探索阶段 ,进行化学链燃烧技术的全面 技术经济性评估尚需大量实验数据的支持 。
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质储 存在 内的多 种方式 加 以处 理 。
因此 ， 解决 排放 温室气 体导致 的全 球变 暖问题 ， 要 首 先 要解 决 Ｃ 的排放 问题 。 目前 ， Ｏ 常用 的 Ｃ ： 排 Ｏ 减
技 术 主 要 包 括 吸 收技 术 、 金 属 吸 收 剂 干 法 、 氧 燃 碱 富 烧 技术 、ａ 一 碳 酸化一 煅烧 循环 Ｃ ， 离 技术 、 ＣＯ Ｏ 分 化 学 链 燃 烧 技 术 等 。
图 ｌ 化 学链 燃 烧 原 理 示 意
空气
燃料
在 燃料 反 应 器 中 ， 氧体 与 进 入燃 料反 应 器 的 载 气 体燃 料 （ 原性气 体 ， Ｃ Ｈ 、 Ｏ等 ） 发 生如 还 如 Ｈ 、 Ｃ ，
下 式所示 的还 原反 应 ：
两个 反应器 间交替 循 环 ， 空气 与燃 料 气 体 不 直接 接
１ 化 学链 燃 烧 分 离 Ｃ 技 术 Ｏ：
化学链燃 烧 （ ｈｍｉ ｌ ｏｐｎ ｏ ｂ ｓｏ ， Ｃ ｅ ｃ —Ｌ ｏｉｇＣ ｍ ｕｔ ｎ 链 ａ ｉ 式燃 烧 ） １ ８ 是 ９ ３年 由 Ｒ ｃｔｒ Ｋ ｏｈ ｉ ｅ 和 ｎｃ ｅ提 出 ， ｈ 其
主 要 思 路 是 将 燃 烧 器 分 成 两 个 独 立 的 氧 化 反 应 器 和 还原 反应器 （ 图 １ ， 选择 一种 合适 的载 氧体 ， 见 ）并 在
２１ ０ ０年 ｌ ２月
电 力 科
技 与 环
保
第２ ６卷 第 ６期
化 学链燃 烧 分 离 Ｃ Ｏ２技 术 的 研 究 进 展
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｈ ｍｉ ａ ｏ ｒ ｓ ｆｃ ｅ ｃ ｌ—ｌ ｏ ｉ ｇ ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆＣＯ２ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｏ ｐ ｎ ｏ ｕ ｔｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ａ ａｉ ｏ
成 为 全 人 类 面 临 的共 同 问 题 。 全 球 排 放 的 温 室 气 体 中 ，Ｏ 的排 放量 最 多 ， 温 室效 应 的 贡献 也 最 大 。 Ｃ ， 对
效率 。更 重要 的是 ， 该燃 烧 方 式 中燃 料 与 空气 不直 接接 触 ， 燃烧 产物 （ 主要 是 Ｃ ， Ｏ 和水蒸 汽 ） 不会 被空 气 中的 Ｎ 稀释而 浓度极 高 ， 过冷 凝除去其 中的水 ， 通 蒸汽 后可 以得 到几 乎 纯 的 Ｃ ， 简 单 而低 能 耗 地实 Ｏ，
ｇ ｎ ｒ ｌ ｓ ｄ ｉ ｍｅ ａ ｘ ｇ ｎ ｃ ｒ ｒ Ｉ ｉ ａ ｇ ｏ ｈ ｉｅ ｔ ｈ ｏ ｅ Ｃａ ｅ ｅ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｙ ｔ ｌ ｙ ｅ ａｒ ｅ ．ｔ ｓ ｏ ｄ ｃ ｏ ｃ ｏ ｃ ｏ ｓ ＳＯ４ ｓ ｏ ｙ ｅ ａ ｒ ｒ ｂ ｃ ｕ ｅ ｉ ｉ ｌ ｗ ｏ ｉ ｘ ｇ ｎ ｃ ｒ ｅ ． ｅ ａ ｓ ｔ ｓ ｏ ａ ｉ
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—
ｃ ｏｓｔａｎｄ ｈｉ ｇｈ ｃａｐ ｔ ｏｆｏｘ ｅｎ．Ｔｈ ｒ ａｃｉ ｙ ｙｇ ｅ ｅｄｕ ｔｏｎ ｅａｃｉ ｍ ｅｃ ｃ ｉ ｒ ｔ ｏｎ ｈａｎｉ ｓｍ ｏ ａ Ｃ ａｌ ｕｍ — ｂａｓ ｆ ｃｉ ｅｄ ｏｘｙ ｇｅｎ ｃａｒｉ ． ｒ ｅｒ
Ｃ ａＳＯ ４， ｗａｓ ｅｘｅｎｓｖ ｙ ｉ ｔ ｉｅｌ ｎｖｅ ｔｇａ ｅｄ． ｓｉ ｔ
罗 超， 智明， 中乙 查 邓 （ 徽 省 电力 科 学 研 究 院 ， 徽 合 肥 安 安 ２ ０２ ） ３ ０ ２
摘要 ： 简要 介 绍 化 学链 燃 烧 分 离 Ｃ 技 术 的 原 理 和 关键 部 分 ， 着 以技 术要 点 中 的 载氧 体 为 重 点 ， 绍 了 固体 燃 Ｏ 接 介 料 （ ） 学 链 燃 烧 分 离 Ｃ ： 术 中载 氧体 的研 究进 展 ， 煤 化 Ｏ 技 并就 钙 基 载 氧 体 能 否 适 应 化 学链 燃烧 展 开 了讨 论 。 关 键 词 ： 学链 ； 基 载 氧体 ； 氧 化 碳 化 钙 二
触 即 可 以 实 现 燃 料 的 “ 烧 ” 这 种 新 颖 的 燃 烧 方 燃 。
自工业革 命完 成 以来 ， 人类 对 能 源需 求 快 速 增
长 ， 断加大 对资 源 开 发 的力 度 。排 人 大气 中温 室 不 气 体 的含量 随之增 加 ， 球温室 效应 不断增 强 ， 球 地 全 和区域 气 候越 来 越 异常 ， 温 、 高 大旱 、 洪水 、 暴 、 风 森 林 大火 、 冰川 融化 等极端 自然现 象频 频发生 ， 给世 界 各 国带来 巨大 的损 失 。因 此 ， 决 温 室 气体 排 放 已 解
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｅ ｃ —ｌ ｏ ｉｇ： ｌｉ ｍ —ｂ ｓ ｄ ｏ ｙ ｅ ａ ｒ ｒ ＣＯ ｅ ｒ ｓ： ｈ ｍｉａｌ ｏ ｐ ｎ Ｃａｃ ｕ ａ ｅ ｘ ｇ ｎ ｃ ｒｉ ； ｅ
中 图分 类 号 ： ０ ． Ｘ７ １ ７
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：６ ４—８ ６ ２ １ ０ ｌ７ ０ ９（ ０ ０） ６—０ ４—０ ０ ５