基于钙循环的Mn-Mg修饰石灰石流态化储热及磨损特性
发布时间：2021-11-10 11:23
以石灰石、Mn（CH3COO）2·4H2O和Mg（CH3COO）2·4H2O为原料,采用浸渍法制备了Mn-Mg修饰石灰石,研究了其在流态化下的钙循环储热性能和颗粒磨损特性。结果表明:Mn的掺入提高了CaO的储热反应速率,有助于减缓石灰石储热转化率随循环次数增加而衰减,最佳Mn/Ca摩尔比为5∶100;Mn和Mg的共同掺入使Mn-Mg修饰石灰石具有更稳定的循环储热性能,最佳Mn/Mg/Ca摩尔比为5∶8∶100;最佳条件下,Mn-Mg修饰石灰石第20次循环储热转化率分别比天然石灰石和Mn修饰石灰石提高54%和30%,其20次储热循环磨损率比Mn修饰石灰石仅增加5%。
【文章来源】：石油学报(石油加工). 2020,36(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
CaL-CSP热化学储热系统图[6]
Mn-Mg修饰石灰石的CaL储热实验在常压鼓泡流化床反应器(BFBR,郑州科佳电炉有限公司产品)储热系统上进行,如图3所示。鼓泡流化床反应器采用电加热,用于模拟太阳能煅烧炉吸热阶段和流化床碳酸化炉放热阶段。位于电加热炉中的石英管内径为32 mm,高度为900 mm。等温区长为200 mm,该区温度代表了反应器温度。等温区的底部是多孔分布板,反应气体由质量流量计(Flowmethod FL-802,深圳弗罗迈测控系统有限公司产品)控制。所使用反应气包括N2和CO2,气体由电加热带预热至300 ℃后送入BFBR。煅烧温度和气氛分别为850 ℃和纯N2;碳酸化温度和气氛分别为850 ℃和纯CO2,碳酸化时间为10 min。煅烧时,炉膛出口CO2含量变化由气体分析仪(MRU Vario Plus,德国MRU公司产品,CO2分析精度为0.01%(体积分数),量程为0～100 %(体积分数))实时测量并记录。气体总流量保持2.5 L/min不变,所有样品均处于鼓泡流态化状态。图3 鼓泡流化床反应器储热系统示意图
图2 Mn-Mg修饰石灰石制备流程实验过程如下:首先,称取约8 g预煅烧后的石灰石样品,并将其加入进料口。实验前,先通入纯N2将炉膛温度从室温电加热至850 ℃。当炉温达到850 ℃时,将炉膛中反应气氛切换为纯CO2。同时,将进料口的样品快速加入石英管中,样品进行碳酸化放热反应。第1次碳酸化放热结束后,将气氛转换为纯N2。在煅烧吸热阶段,由分析仪实时记录尾气中CO2浓度,当其降到0时,样品完全煅烧,完成第1个CaL储热循环。重复上述步骤进行多次CaL储热循环实验。此外,在未开始循环储热实验前,首先进行空床实验,即炉膛内不放置样品,按照上述步骤完成1次循环。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含油污泥基多孔炭材料的制备及其CO2吸附性能[J]. 孟凡志,巩志强,王振波,孙治谦,房佩文,刘雷,张颢腾. 石油学报(石油加工). 2020(03)
[2]CaO基材料储能辅助燃煤电站碳捕集研究进展[J]. 马张珂,吴水木,李英杰. 洁净煤技术. 2019(03)
[3]碱金属改性的MnCu/γ-Al2O3催化剂催化分解N2O性能[J]. 赵春艳,李翠清,黄增斌,李晶,王虹,宋永吉. 石油学报(石油加工). 2017(03)
[4]蓄热技术在聚焦式太阳能热发电系统中的应用现状[J]. 左远志,丁静,杨晓西. 化工进展. 2006(09)
本文编号：3487150
【文章来源】：石油学报(石油加工). 2020,36(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
CaL-CSP热化学储热系统图[6]
Mn-Mg修饰石灰石的CaL储热实验在常压鼓泡流化床反应器(BFBR,郑州科佳电炉有限公司产品)储热系统上进行,如图3所示。鼓泡流化床反应器采用电加热,用于模拟太阳能煅烧炉吸热阶段和流化床碳酸化炉放热阶段。位于电加热炉中的石英管内径为32 mm,高度为900 mm。等温区长为200 mm,该区温度代表了反应器温度。等温区的底部是多孔分布板,反应气体由质量流量计(Flowmethod FL-802,深圳弗罗迈测控系统有限公司产品)控制。所使用反应气包括N2和CO2,气体由电加热带预热至300 ℃后送入BFBR。煅烧温度和气氛分别为850 ℃和纯N2;碳酸化温度和气氛分别为850 ℃和纯CO2,碳酸化时间为10 min。煅烧时,炉膛出口CO2含量变化由气体分析仪(MRU Vario Plus,德国MRU公司产品,CO2分析精度为0.01%(体积分数),量程为0～100 %(体积分数))实时测量并记录。气体总流量保持2.5 L/min不变,所有样品均处于鼓泡流态化状态。图3 鼓泡流化床反应器储热系统示意图
图2 Mn-Mg修饰石灰石制备流程实验过程如下:首先,称取约8 g预煅烧后的石灰石样品,并将其加入进料口。实验前,先通入纯N2将炉膛温度从室温电加热至850 ℃。当炉温达到850 ℃时,将炉膛中反应气氛切换为纯CO2。同时,将进料口的样品快速加入石英管中,样品进行碳酸化放热反应。第1次碳酸化放热结束后,将气氛转换为纯N2。在煅烧吸热阶段,由分析仪实时记录尾气中CO2浓度,当其降到0时,样品完全煅烧,完成第1个CaL储热循环。重复上述步骤进行多次CaL储热循环实验。此外,在未开始循环储热实验前,首先进行空床实验,即炉膛内不放置样品,按照上述步骤完成1次循环。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含油污泥基多孔炭材料的制备及其CO2吸附性能[J]. 孟凡志,巩志强,王振波,孙治谦,房佩文,刘雷,张颢腾. 石油学报(石油加工). 2020(03)
[2]CaO基材料储能辅助燃煤电站碳捕集研究进展[J]. 马张珂,吴水木,李英杰. 洁净煤技术. 2019(03)
[3]碱金属改性的MnCu/γ-Al2O3催化剂催化分解N2O性能[J]. 赵春艳,李翠清,黄增斌,李晶,王虹,宋永吉. 石油学报(石油加工). 2017(03)
[4]蓄热技术在聚焦式太阳能热发电系统中的应用现状[J]. 左远志,丁静,杨晓西. 化工进展. 2006(09)
本文编号：3487150
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