CO2和H2O气化反应对富氧气氛煤热解和焦炭燃烧影响进展
雷鸣
田溪
洪迪坤
张倩
张磊
华北电力大学动力工程系,河北保定 071003;河北省低碳高效发电技术重点实验室,河北保定 071003
摘要：富氧燃烧技术作为一种具有广阔前景的燃煤电站CO2减排技术,对实现可持续发展的能源目标具有重要意义.由于CO2和H2O物理性质和气化反应的影响,煤在富氧气氛中的转化过程可能明显异于空气气氛.通过分析已有文献发现,CO2对煤热解过程中挥发分的析出率和焦炭的物理结构和化学性质有一定影响,但较少学者关注CO2和H2O混合气体物性的作用.在煤或焦炭燃烧过程中,CO2的高比热和低氧扩散速率对燃烧反应有明显抑制作用,但可能是由于H2O浓度差异的原因,目前对CO2和H2O混合气体物性在燃烧过程中的影响机制还有争议,尤其是缺少加压下的数据.对于气化反应的影响,目前研究表明,CO2单气化和CO2/H2O共气化提高了煤热解时挥发分轻质气体的产率,但焦炭产率却有所降低,而压力增加强化了这一影响.此外,气化作用下的煤焦可能由于表面积增加而提高了反应活性,其表面官能团结构也因气化而发生改变.关于煤或焦炭燃烧反应,目前普遍认为CO2气化在温度较高和氧气浓度较低时可促进燃料碳消耗,H2O的加入则进一步加速了这一过程.随着环境压力的升高,CO2气化反应在燃料碳消耗中占比逐渐增大,但对于加压下CO2/H2O共气化的影响鲜有涉及.本研究总结了富氧气氛中CO2和H2O气化作用下的煤热解和焦炭燃烧行为,为今后富氧燃烧技术的发展提供了理论参考.
关键词：富氧燃烧煤粉CO2H2O气化焦炭碳消耗
分类号：TK16(热能、热力工程)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFB4104301-2)
论文发表日期：2024-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 105-113 )
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