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          碳氫組分解耦的煤炭分級氣化關鍵過程實驗台進行安裝調試
          发稿时间:2019-06-11         作者:高林          来源:分布式供能與可再生能源實驗室     【字号:

            煤炭作爲主力能源有力地支撐了我國經濟的迅速發展。但是,煤炭的簡單粗放型利用方式也導致了高能耗、高汙染、高碳排放的三高問題。通過氣化反應,煤炭可以轉化爲合成氣,進而組織高效的聯合循環或轉化爲天然氣、甲醇等清潔燃料,氣化是實現煤炭高效、清潔、低碳利用的關鍵技術。 

            相對于傳統一步式完全轉化的煤氣化技術,未來煤氣化技術的發展趨勢在于組分對口、分級轉化,即通過熱解、焦化和氣化等過程實現煤的分步轉化,達到燃料化學能有序轉化、組分定向調控的目標。煤炭分級氣化技術將一步式完全轉化的氣化過程分解爲焦化、氣化與變換反應的三步反應,分級氣化不需要空分過程提供純氧。通過分步反應的燃料化學能梯級利用,以及解耦碳組分與氫組分,該方法無需消耗額外能量即可富集高純CO氣,從而大幅降低後續CO2捕集能耗。 

            针对煤炭分级气化方法,分布式供能與可再生能源實驗室研制了以微反为主体的5kW熱當量的反應機理實驗台,並開展了關鍵反應過程(包括焦化與焦炭氣化反應)的熱力學與動力學性能實驗,已取得初步實驗結果。實驗結果表明,在反應溫度爲1150的條件下,焦炭的轉化率爲98.6%,對應的冷煤氣效率可達到84%,實現煤氣化技術的變革突破。采用煤炭分級氣化的發電系統發電效率可達50%,比采用Shell氣化的IGCC系統高5個百分點。 

            在机理实验的基础上,分布式供能與可再生能源實驗室研制了30kW熱當量的焦炭-CO2氣化反應實驗台。截至目前,實驗裝置已完成研制,主體設備已于廊坊研發中心完成安裝,並開始調試運行。 

            上述工作得到了國家科技部潔淨煤先導專項的項目支持,相關研究成果將爲發展高碳能源低碳利用技術開辟新的途徑。  

           

           
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