DOC《南京林业大学》

1、制取合成气.将煤炭、石油中的碳与水蒸气反应,生成合成气,即CO与H2.

2、水煤气变换.将合成气中的CO再与水蒸气反应,生成CO2和H2.

3、氢气与二氧化碳的分离.将不含能量的二氧化碳与能量载体氢气进行分离. 我们可以利用燃烧前捕集技术制取无碳燃料(如H2),但是这种燃料H2中不能保证绝对纯净,还含有少量的CO和CO2.燃烧前捕集系统还可以减少燃料中过多的碳,用于制取低碳原料气.例如可以采用氢碳比低的煤炭制取合成气,再合成氢碳比高的燃料或化工产品(如甲烷、甲醇等). 1.1.3 富氧燃烧 富氧燃烧技术是指在燃烧过程中,采用纯氧作为助燃剂,使得燃烧后所得到的气体主要为二氧化碳和水蒸气.如果不是采用纯氧燃烧,将空气充入燃烧塔中,空气中含有大量氮气,而使二氧化碳的较难分离.富氧燃烧可分为间接加热富氧燃烧和直接加热富氧燃烧.目前所说的富氧燃烧系统一般是指间接加热富氧燃烧系统,将氧气与燃料在富氧燃烧过程中进行燃烧,燃烧过程中释放的热量,将水加热成高压水蒸气,使水蒸气推动蒸汽轮做功发电.在燃烧过程中产生的烟气,通过烟气道中的除尘,脱硫、脱水装置净化后,可以得到高纯度的二氧化碳. 富氧燃烧技术目前发展迅猛,现已在炼铝、炼钢等工业中得到了广泛应用.从现有的试验研究克制,富氧燃烧相对于常规燃煤发电,有许多优点.采用富氧燃烧,可以提高炉膛的温度,增加热流浓度,从而缩小锅炉与其他换热设备的体积.此外,采用富氧燃烧[],由于用氧气代替的空气,从而减少了烟气的体积流量,有利于缩小锅炉和烟道的尺寸,也有利于控制烟道和锅炉的温度.富氧燃烧系统的流程图如图3. 图3 富氧燃烧系统 1.1.4 化学链燃烧 化学链燃烧是指采用金属氧化物为载氧体,与含碳燃料进行反应.金属氧化物在氧化反应器和还原反应器中进行不停循环.还原反应器中,空气中的氧气与金属反应生成氧化物从而实现了氧气从空气中分离,这样可以省去空气分离系统,因而还原反应器中的反应就相当于空气分离过程.燃料与氧气之间的反应被燃料与金属氧化物之间的反应所替代,有金属氧化物释放出的氧与含碳燃料进行反应. 化学链燃烧技术[]将原本剧烈的燃烧反应用隔离的氧化反应与还原反应所替代,避免直接燃烧的二氧化碳混入空气中被氮气稀释,无需空气分离系统等额外的设备和能耗.应用这种技术燃烧得到的烟气在脱水处理后几乎是纯净的CO2,因为在这个过程中,金属氧化物还原得到的产物是固态的.化学链燃烧的脱碳流程图见图4. 图4 化学链燃烧系统 1.2 二氧化碳的封存 二氧化碳的封存是指,将燃煤电厂或者其他地方排出的二氧化碳捕集起来,经过加压、冷却处理后,以液化流体从运输管道运至指定地点进行储存.对于捕集的二氧化碳,一般进行的储存方式有地封存和海洋封存.二氧化碳封存的目的是将空气中游离的碳储存起来,防止温室效应加剧. 1.2.1 地质封存 地质封存是利用类似自然界中地质封存天然气等气体的原理来封存二氧化碳,主要包括盐水层封存、增强石油开采封存和增强煤气开采封存.这是目前最为实用的二氧化碳封存技术.二氧化碳质能在地下进行封存有以下原因:(1)自然界中的二氧化碳气藏的存在证实二氧化碳可以长时间在地下贮藏;