CO2 与H2O 对煤炭急速气化反应活性的影响分析
2020-08-21王倩倩李治刚郭红光王明远佐佐木久郎
王倩倩,李治刚,2,,郭红光,王明远,佐佐木久郎
(1.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原030024;2.辽宁工程技术大学,辽宁 阜新123000;3.九州大学 地球资源系统工程,日本 福冈819-0395)
工业革命以来,全球自然生态系统因大量温室气体排放而产生了以变暖为主要特征的显著变化,严重影响着人类社会的生存和发展。2017 年我国CO2的排放量超过105 亿t,占全球的32%左右[1],其中煤炭燃烧所产生的CO2排放占60%左右[2]。据国际能源机构资料显示,自1985 年以来,中国一直是世界领先的煤炭生产国,2018 年煤炭总产量35.5 亿吨,接近全球的1/2[3]。近年来,火力发电厂的高效清洁燃煤技术面临着2 大挑战:较高的热效率和碳捕集技术[4-5]。而提高煤炭资源的利用率也是变向的缓解节能减排的压力[6]。当前,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是一项新兴的、可实现化石能源大规模低碳利用的技术,既节能环保还能有效提高能源利用率,在发展新能源、可再生能源的同时增加碳汇,是未来减缓CO2排放的重要技术选择[7],而煤气化联合循环发电(IGCC)协同CCUS 被认为是未来火力发电厂最理想的选择之一[8-10]。作为排放大量CO2的固定来源,燃煤发电厂是装载CO2捕集系统的最佳选择,可分为3 类:燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃料策略[11-13]。作为未来零排放的无氮燃煤电厂,最为人熟知的富氧燃料与O2/CO2气化燃烧技术相对于燃烧前捕集来说更有实现CO2分离与捕集的前景[14-16]。目前燃煤电厂正在致力于开发用于碳捕集与封存的CO2煤气化和氧燃料燃烧创新技术,为了更好的对该技术进行研究,了解在各种加热温度条件下以及富集CO2气体环境中煤气化的化学特性,尤其是对于未来煤气化发电技术来说,在这种气体环境中煤样的气化反应特性需要进一步的研究探讨。……
