超临界水气化的煤制氢发电多联产技术

2024-03-17 01:50

本文主要是介绍超临界水气化的煤制氢发电多联产技术,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!


超临界水气化是一种煤炭清洁高效利用的新技
术,具有广阔的应用前景[2-6]。 超临界水具有独特的
理化性质,包括:密度远高于蒸汽,利于固体反应颗粒
物的悬浮;比热与导热系数亦高于蒸汽,可强化反应
体系内传热过程,利于维持反应器内均匀的温度场;
黏度与表面张力小于液态水,而扩散系数较高,可强
化反应体系内传质过程[7]。 相较于传统气化技术,
超临界水可直接处理高含水量的湿物料,节约了干燥
过程所需的能耗与时间,具有更好的经济性。 此外,
超临界水气化技术的物料适应性很强,对各种生物
质、煤炭、石油焦及有机废固液均能实现清洁高效气
化,有望成为能源利用转化领域的一项颠覆性技术。

压缩机和透平机的区别

2023年11月25日

一、工作原理不同

压缩机和透平机的工作原理有很大的不同。压缩机是将气体的体积缩小的机器,通过提高气体压力来增加气体分子之间的压缩力,从而提高气体密度。透平机则是将高速气流转化为机械能的机器,在透平转子上通过气流的作用产生旋转运动,从而获得机械动力。

二、适用范围不同

压缩机和透平机在应用领域上也有很大的不同。压缩机主要使用于压缩气体,如制氧、液化天然气、蒸汽动力等领域。而透平机则主要使用于产生动力、制造电力和推动机器等领域。

三、性能特点不同

压缩机和透平机在性能方面也有很大的差异。压缩机能够获得比较高的压力比,在一定的工作范围内具有较高的效率和较小的体积。而透平机则以其高效率和大功率输出著称,但是在工作范围上的限制比较多。

四、结构形式不同

压缩机和透平机的结构形式也有所不同。压缩机通常采用往复式、离心式或螺杆式等结构形式;而透平机则采用轴流式或径向式等结构形式。

总而言之,压缩机和透平机在工作原理、适用领域、性能特点和结构形式等方面都有很大的不同。在使用过程中,用户需要根据具体的需求选择相应的机种。

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
郭烈锦院士团队原创性地提出了基于超临界水气化
的煤制氢发电多联产技术[8-10]。 煤浆首先进入气化
反应器与超临界水混合, 并发生吸热还原反应生
成 H2和 CO2,同时煤中的氮、硫及碱金属元素则以固
态渣的形式排出。 气化反应器出口的超临界 H2O/
CO2/ H2混合物进入氧化反应器,其中 H2与外界通
入的 O2发生温和完全氧化生成 H2O,同时反应放热
提升了混合工质的品味。 氧化反应器出口的超临
界 H2O/ CO2混合工质经分离净化后,进入混合工质
透平做功,进而输出电能。 混合工质透平出口的乏汽
随后进行冷却分离,其中 H2O 经预热后送入气化反
应器循环利用,而 CO2富集后可被封存或用于其他
工业用途。 热力学分析结果表明,上述系统经优化后
发电效率有望达到 50%以上[11-13]。 相较于传统燃煤
或富氧燃烧发电机组,基于超临界水气化的煤制氢发
电多联产技术发电效率高,可避免 NOx、SOx及粉尘的
排放,同时能实现 CO2的自然富集。 与传统制氢或发
电技术相比,基于超临界水气化的煤制氢发电多联产
技术在经济性方面具有明显优势。 从制氢角度来看,
产氢规模为 1 000 Nm3/ h 的煤炭超临界水气化制氢
装置的制氢成本约为 1.085 元/ Nm3,相较于甲醇制
氢、天然气制氢、电解水制氢等传统方式成本降低
30%以上;从发电角度来看,采用本技术方案的百万
千瓦机组发电标准煤耗约 237.8 g,比传统燃煤火电
机组节能 18%以上。 此外,由于本方案在制氢或发
电的同时副产高浓度 CO2,若将这部分 CO2进行提纯
利用,可进一步大幅降低制氢或发电成本,实现更好
的经济效益。 自该技术方案被提出以来,国内众多高
校根据自身擅长领域对其开展了跟进研究,如浙江大
学[14]、大连理工大学[15-17]、南京理工大学[18]等,在氧
化反应器与混合工质透平的设计制造方面取得重要
进展,对该技术方案的工业应用起到了重要推动
作用。
笔者综述了煤炭超临界水气化制氢领域的研
究现状,特别是西安交通大学动力工程多相流国家
重点实验室的研究进展,涉及超临界水煤气化反应
过程强化、超临界水流化床流动与传热、超临界水
环境氢氧化反应动力学等方面,并对未来研究方向
进行展望

这篇关于超临界水气化的煤制氢发电多联产技术的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/817434

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