低溫太陽熱能與化學(xué)鏈燃燒相結(jié)合控制CO2分離動力系統(tǒng)

1、低溫太陽熱能與化學(xué)鏈燃燒相結(jié)合 控制CO2分離動力系統(tǒng)研究背景系統(tǒng)概述循環(huán)模擬010203CONTENT目錄Contents1研究背景PART ONEThe research background 研究背景The research background.減少CO2排放量；在燃燒過程中生成高質(zhì)量濃度的CO2或便于CO2分離的氣相混合物（H20+CO2），同時消除其他污染物的生成排放（NOX、SOx等）節(jié)能減排太陽能利用提高能源利用率的可能性；分離回收CO2只需將水蒸氣冷凝去除；燃料和空氣分別經(jīng)過兩個不同的反應(yīng)器，避免了在氧化反應(yīng)器中生成燃料型NOX化學(xué)鏈燃燒 低溫太陽熱能與化學(xué)鏈燃燒相結(jié)合控制C

2、O2分離動力系統(tǒng)能源開發(fā)與利用技術(shù)實踐123應(yīng)用500600太陽熱能與聯(lián)合循環(huán)綜合互補的復(fù)合動力系統(tǒng)；可以節(jié)約燃料，減小煙氣尾氣CO2排放，從而減小CO2分離功0TIPs太陽熱能與聯(lián)合循環(huán)綜合互補的復(fù)合動力系統(tǒng)復(fù)雜、高投資、高聚光比的集熱系統(tǒng)，而且仍未能擺脫燃料的直接燃燒方式；導(dǎo)致高品位燃料化學(xué)能嚴(yán)重?fù)p失，而且煙氣中CO2被空氣中的氮氣稀釋，使CO2濃度變得很低，采用傳統(tǒng)方法來分離CO2，系統(tǒng)效率下降1015%左右，即CO2分離回收能耗大。化學(xué)鏈燃燒將傳統(tǒng)的燃料與空氣直接接觸反應(yīng)的燃燒借助于載氧體的作用分解為2個氣固反應(yīng)，燃料與空氣無需接觸，由載氧體將空氣中的氧傳遞到燃料中研究背景The re

3、search background.2系統(tǒng)概述PART TWOSystem overview系統(tǒng)概述System overview圖1 低溫太陽熱與甲醇-三氧化二鐵化學(xué)鏈燃燒相結(jié)合動力系統(tǒng)01.低溫太陽熱與甲醇 化學(xué)鏈燃燒結(jié)合02.分離CO2熱力循環(huán)高溫氣體產(chǎn)物經(jīng)燃?xì)馔钙脚蛎涀龉?，燃?xì)馀艢馀c雙壓蒸汽 底循環(huán)組成熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)；物理冷凝方法，不消耗額外能量22323263COOHFeOOFeOHCH322234OFeOFeO還原反應(yīng)（吸熱）低溫太陽熱氧化反應(yīng)（放熱）010203構(gòu)思減少燃燒過程化學(xué)能損失通過吸熱化學(xué)反應(yīng)過程與熱力循環(huán)過程相結(jié)合，可以降低燃料燃燒側(cè)的品位，減小燃燒損失.燃燒過程中

4、降低CO2分離功大多數(shù)CO2分離都關(guān)注燃料燃燒后的尾氣分離，而無火焰化學(xué)鏈燃燒是基于CO2生成的燃燒過程來達(dá)到分離CO2提升太陽能品位大多低溫太陽熱能的轉(zhuǎn)化、利用都在熱-熱轉(zhuǎn)化范疇，實現(xiàn)其熱轉(zhuǎn)功的熱力循環(huán)須需求與其相匹配的循環(huán)工質(zhì)，而且熱效率受卡諾循環(huán)效率限制而低下系統(tǒng)概述System overview3循環(huán)模擬PART THREECycle simulation燃燒損失減少1-2-3-4 FeO氧化過程損失左側(cè) 低溫太陽能驅(qū)動甲醛-Fe2O3 吸熱還原反應(yīng)過程損（121.9）4-5-6-7 甲醛直接燃燒損（195.3）低溫太陽熱能品位提升還原吸熱反應(yīng)的熱（損+利用）；當(dāng)還原產(chǎn)物FeO為載體與

5、空氣發(fā)生高溫氧化反應(yīng)時，其品位由0.295提升到0.815，品位提高28倍 循環(huán)模擬Cycle simulation.EUD圖像分析方法通過能量釋放側(cè)和能量接收側(cè)品位變化來揭示能量轉(zhuǎn)換過程內(nèi)部的變化，過程損失由兩者品位變化曲線所圍面積表示。圖像縱坐標(biāo)A為能量的品位，橫坐標(biāo)為能量的變化。圖2 太陽能-甲醇化學(xué)鏈燃燒與甲醇直接燃燒過程損失比較循環(huán)模擬Cycle simulation.Lorem Ipsum Dolor Sit Er Elit Lamet, Consectetaur Cillium Adipisicing Pecu.CO2分離能耗減小太陽熱能與化學(xué)鏈燃燒共同控制作用的結(jié)果；太陽能的有

6、效利用從總體上減少煙氣的CO2排放量，化學(xué)鏈燃燒實現(xiàn)了系統(tǒng)CO2分離的零能耗1、新系統(tǒng)不需要額外消耗能量，采用簡單的物理冷凝方法即可分離CO2。因此，相對常規(guī)分離CO2的甲醇聯(lián)合循環(huán)，系統(tǒng)效率61.2，將可提高14.3個百分點；2、在相同的能量輸出時，由于低溫太陽熱作為新系統(tǒng)的輸入能源，可減小碳?xì)淙剂系南?，從而減小CO2排放量18.2。表1 新型系統(tǒng)與常規(guī)聯(lián)合循環(huán)CO2分離性能比較系統(tǒng)效率(61.4)比常規(guī)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)效率(55.2)高6.2個百分點，燃燒效率比直接燃燒效率減小12個百分點；低溫太陽熱能凈發(fā)電效率為22.5，可與目前先進(jìn)高溫太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)(效率21)相媲美模擬結(jié)果 典型系統(tǒng)熱力性能模擬結(jié)果Lorem