耦合化学链气化的BIGCC 系统性能模拟和分析
2021-04-20翟镇德王然宇尹洪超
燃烧科学与技术 2021年2期
穆 林,赵 琳,翟镇德,王然宇,尚 妍,尹洪超
(大连理工大学能源与动力学院,大连 116024)
我国每年约有9 亿吨作物秸秆、4.5 亿吨林业剩余物产生,这些生物质大部分被露天燃烧,造成了环境污染和资源浪费[1-2].因此,生物质的合理利用有重要意义[3].生物质整体气化联合循环发电(BIGCC)是生物质资源化利用的重要手段之一.瑞典在1996年成功运行了世界首座BIGCC 电厂,随后美国、英国、意大利等国家也相继开展生物质发电的相关研究,我国研究虽起步晚,但发展迅速.
BIGCC 中燃气轮机对燃料气要求严格,传统生物质气化技术制备的合成气焦油含量高,无法满足燃气轮机进气要求,需对设备进行改造.生物质化学链气化技术可以降低合成气中焦油含量,提高合成气产率,是理想的生物质气化技术[4-5].Fe2O3作为载氧体在气化反应器中与生物质反应失去晶格氧,还原产物被送入空气反应器与氧气反应恢复晶格氧,Fe2O3还将热量从空气反应器传递到气化反应器中以实现系统能量自平衡[6].黄振等[7-8]研究表明,与常规气化方式(即用纯氧或高温水蒸气作为气化剂进行生物质气化)相比,化学链气化可以显著提高气体产率、碳的转化率及气化效率;而且化学链气化技术不需制备纯氧和高温水蒸气,节省了设备投资和制备能耗[9].Song等[10]研究结果显示,化学链燃烧的反应产物中未检测到NO 和NO2,表明应用化学链技术可以抑制热力型和燃料型氮氧化物生成,减少含氮污染物的产生.
制备合……
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