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生物燃料问题

生物燃料问题

生物燃料问题范文第1篇

【关键词】生物质颗粒;燃烧特性;排放

0.前言

人类利用生物质能源已有几十万年之久,其应用之早,是最直接的一种燃料能源。然而却因为生物质自身存在的诸多问题,而不能得到广泛的利用。例如:生物质的热值比较低、缺少专用的燃烧设备、运输及存储不便等。在我国,经济社会的发展是以能源的消耗作为重要前提的,经济发展的越快,能源减少的越多。这样我们所面临的两个显著问题是:环境污染趋于严重化;另一个是能源燃料的紧缺。因此,研究燃用生物质颗粒燃料锅炉的机理,探究其燃烧及排放特性,妥善处理能源燃料紧缺问题,对提升环境质量,改善人民生活环境具有重要的指导意义。

1.燃用生物质颗粒燃料锅炉简介

生物质颗粒燃料锅炉主要采用三室的燃烧结构:即气相燃烧室、固相燃烧室和燃烬除尘室。固相燃烧室的主要作用是为生物质颗粒燃料供应大量热解的气化热量,从而产生大量的生物质燃气。这部分生物质燃气通过底部的吸式结构过滤净化,并最终被导入气相燃烧室中从而实现均相的动力燃烧。气相燃烧室的尾部主要采用旋流结构制造,这样可以让燃气的火焰进行充分的扰流,进而促进燃气的完全燃烧。而燃烬除尘室一般采用降尘、燃烬、凝渣以及辐射传热等组合结构,从而可以实现洁净燃烧和辐射换热等多重效果。下面我们给出了一个生物质颗粒燃料锅炉的简化图。

图1 生物质颗粒燃料锅炉简化图

2.生物质燃料锅炉的燃烧及排放特性

2.1生物质颗粒燃料锅炉的燃烧特性

生物质颗粒燃料一般都是经过超高压压缩形成的微粒状燃料,密度较原生物质要大的多,这样的结构和组织特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和传热速度。该种燃料的点火温度也比较高,但是点火性能存在一定程度的下降,不过仍然要好于煤的点火性能。

生物质颗粒燃料锅炉在燃烧开始阶段会慢慢进行分解,此时的燃烧主要处于动力区,但是随着燃烧进入过渡区和扩散区,燃烧的速度降低,就可以将大部分的热量挥发传递到受热面,从而使排烟的热损失大大降低。同时,挥发燃烧需要的氧气和外界扩散的氧气比例适中,从而实现充分的燃烧,并进一步减少了气体不完全燃烧造成的损失和排烟造成的热损失。

燃烧充分完成以后,留下的焦炭骨架的结构非常紧密,流动的气流无法分解骨架,从而使得骨架炭仍然能够保持完好的层状燃烧,并形成层状的燃烧核心。此时炭的燃烧比较稳定,炉温也相对较高,可以很大程度上减少固体和排烟的热损失。

2.2生物质颗粒燃料锅炉的排放特性

2.2.1清灰装置设置

生物质颗粒燃料锅炉排放过程中的清灰装置主要采用机械刮除式以及机械振动式两种主要方式。并且,在有些燃烧锅炉中配备相应的灰分压缩机,这样就可以满足进行长时间自动运行的要求。如果设计工艺良好,那么该锅炉的维护保养都会很有限,不需要进行特殊的清理。

2.2.2相关污染物排放

生物质颗粒燃料锅炉排放的烟气中包含有多种不同的物质。其中,主要的污染物有没有完全燃烧的颗粒CxHy和有害的气体CO,这些都是由于燃料的未充分燃烧而形成的,同时,也可能和生物质颗粒燃料的组成成分有关系。不过,锅炉的污染物气排放量相当低,并且由于生物质燃料中N、S等元素较少,所以最终排放的有毒气体,如NOx、SOx较燃煤排放的要低的多。

3.生物质颗粒燃烧锅炉的环境影响分析

生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少,只包括少量的大气污染物以及固体废弃物。

3.1大气污染物

生物质颗粒燃料的纤维素含量比较高,而硫的含量则比较低,因此,燃烧所长盛的大气污染物较燃煤而言要少得多。另外,生物质颗粒燃料的密度比较大,非常便于运输和储存,而热值也基本和燃煤相当,燃烧锅炉的燃烧速度要比煤快,燃烧充分且黑烟较少、形成的灰分也比较低,尤其是在采取相配套的脱硫除尘设备之后,大气的污染物排放就会大幅度减少。根据大量的数据分析可以认为,使用生物质燃料锅炉进行燃烧后所释放的大气污染物浓度要远远低于相应的国家标准。

3.2固体废弃物

生物质燃料锅炉燃烧后形成的固体废弃物主要是燃烧完后形成的灰分,这部分废弃物可以被充分的回收利用。最主要的应用就是将灰分进行回收用作农田钾肥,这样可以达到资源充分进行综合利用的目的。

生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少,对环境的污染影响极低。不仅如此,该种工艺在很多方面还有及其显著的生态环境效益,例如代替煤炭资源,不经可以减少环境的污染,还解决了日益严峻的能源问题。另外,就是将燃烧后形成的固体废物回收用做钾肥,实现经济效益和环境效益的有效循环,实现我国环境事业的可持续发展。做到了变废为宝,节约资源又保护环境的目的。

4.结论

生物质颗粒燃烧锅炉主要利用废弃的农作物资源作为燃料,因此燃料资源丰富,经济环保,不仅降低了我国农业废弃物的运输成本问题和运输过程中的污染问题,还具有节约资源、保护环境、防止环境污染的作用。生物质颗粒燃烧锅炉的推广和使用符合我国建设节约型社会的基本要求和实现可持续发展战略的基本国策,具有十分突出的经济效益、社会效益和环境效益,为缓解我国以及世界范围内的能源紧张问题和环境污染问题提供了解决的思路和方法,对于环境的保护和资源的有效利用具有重要的意义。

【参考文献】

[1]王翠苹,李定凯等.生物质成型颗粒燃料燃烧特性的试验研究[J].农业工程学报,2006(10).

[2]岳峰,雷霆宙,朱金陵等.家用生物质颗粒燃料炉的研制[J].可再生能源,2005(6).

生物燃料问题范文第2篇

前言

我国是一个能源生产和消费大国,又是以煤为主要能源消费的国家,煤炭消费总量的80%是直接燃烧的,造成环境污染问题严重,除城市烟尘污染外,酸雨现象、汽车尾气等也是造成环境污染的方面。随着环保排放要求的提高和治污减霾力度的加大,治理环境污染并减少污染物排放已经是我们每一个人必须去付诸努力的。因此城市大中型燃煤锅炉系统老化,脱硫系统无法达到环保指标要求,环保改造也是必然趋势。我国能源储备与未来几十年的发展需求之间已经出现很大的缺口,只有通过节约能源和开发新的可替代能源才能解决这一问题。而生物质燃料作为一种绿色可再生和能循环利用的能源,排放符合环保要求,改造费用低,施工周期短,正在逐渐被研究推广和应用。

1 生物质燃料概况

生物质燃料作为一种绿色可再生和能循环利用的资源,是当今世界仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源,如果加以利用能产生很大的经济和社会效益,不仅能缓和能源的不足,还能减轻环境污染问题。不仅如此,生物质燃料燃烧后残留的灰渣富含钾、磷和钙,还可以全部作为肥料用于农作物施肥之用。

1.1 生物质燃料的种类

生物质燃料主要包括破碎木质燃料、木屑颗粒燃料、锯末压块燃料、玉米秸秆压块燃料等(图1)。

1.2 生物质燃料的供应情况

我国土地广阔,土质肥沃,水源丰富,机耕、灌溉条件都很好,在我国各地区都有建成的规模不小的以苹果、柿、桃、核桃、石榴、葡萄、杏、猕猴桃等为主的果品林带,生物质资源丰富。个别地区分别建立了生物质燃料生产加工点,使得生物质燃料的生产、加工、存储及供应正在逐步形成规模化、市场化的产业链条,能够满足市场生物质燃料的消耗需要(表1)。

2 生物质燃料的特点

2.1 生物质燃料与煤燃烧特性的比较

挥发分影响点火性能、给料量不同。影响燃料点火的主要因素有挥发分、松弛密度等。挥发分与燃料的有机组成和性质有密切的关系。它是用以反映燃料最好、也是最方便的指标之一,对燃料的着火和燃烧情况有较大影响。生物质燃料挥发分含量较高,易于着火,燃烧稳定。由于生物质燃料的挥发分较高,因此供料量相比于煤略有增加,约为煤的1.4倍。以1台10t/h锅炉,按照燃料热值3700kal/kg平均计算,在产生相同蒸汽量的情况下,改造后锅炉平均每小时需生物质燃料量为2吨左右。

2.2 燃煤锅炉与燃生物质燃料锅热损失的比较

燃生物质燃料的锅炉当炉膛过量空气系数合适(大约在1.5时)燃烧工况稳定,要比燃煤锅炉的热损失小10%左右,这主要是由燃料特性决定的。其中固体、气体未完全燃烧热损失、散热损失、排烟热损失均有减少。

2.3 生物质锅炉与国内同类产品对比分析

为了减少大气污染,各地相应出台了许多措施,包括城市内中心区不得使用燃煤锅炉,或者将燃煤锅炉改为燃油燃气锅炉,电锅炉等环保效果突出的清洁能源。燃煤锅炉燃料成本相对较低,但是燃煤锅炉存在冒黑烟,二氧化硫排放量高,氮氧化合物污染等无法彻底解决的严重缺点。燃油锅炉虽然排烟效果比较理想,但是也存在这二氧化硫排放量高,运行费用高等问题,燃气锅炉和电加热锅炉等形式虽然环保,但是运行成本相对较高,一般用户无法承受其高昂的运行费用,所以与我国目前的经济水平不相适应,市场认可程度不高(表2)。

3 经济效益分析

1、锅炉热效率提高同时提高环境效益。燃用生物质燃料,能有效减少二氧化硫的排放量,从循环利用角度看,生物质燃烧对空气的CO2的净排放为零,生物质燃料燃烧后的灰分可以回收做钾肥。

2、节省脱硫费用及脱硫除尘改造费用。煤的含硫量0.8%计算,每吨SO2的脱硫费用1000元,改烧生物质燃料后,可节省此项费用。

3、对于年消耗1万吨以上生物质燃料的企业可得到政府节能减排奖励奖金。

4、可以申报CDM(清洁发展机制)项目,出售排放指标。

生物燃料问题范文第3篇

关键词:实验探究;燃料热值;环境保护

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)5-0043-2

义务教育物理课程标准倡导“从生活走向物理,从物理走向社会”,让学生从身边熟悉的事例入手,通过实验探究发现规律、认识规律,让学生将自己的认识和科学方法应用于生活与社会。初中物理教学中,“燃料热值”的建构就很好地反映了这一教学理念。在此,笔者依据自己的教学经历浅谈一下此概念的建构。

燃料对于学生并不陌生,如:植物秸秆、木柴、煤炭、煤油、天然气等,人们的日常生活离不开燃料的帮助。但是,对于不同燃料燃烧释放热量能力的相关知识,学生却是有所欠缺。如何能让学生从实验探究中认识到这一现象呢?

活动一 初步认识燃料放热的本领存在差异

教学中设定问题:假设用木柴、煤炭、煤油分别来烧开同一壶水,所用燃料一样多吗?若不一样多,你知道按照质量从小到大的排序吗?此环节,通过教师的引导加上学生的生活经验,自然认识到不同燃料燃烧释放热量的本领不同。换个角度说,相同质量的燃料放热与种类是有关系的,从而顺理成章地进入下一步的探究。

活动二 实验探究不同燃料放热的本领

如何制定方案,来研究燃料放热多少与种类是否有关?探究中应取相同质量的不同种燃料,比较放热的多少。可是,“放出的热量”很难测量,此时教师引导学生,可以借助常用的科学研究方法――转换法来实现。即用放出热量去加热相同质量的某物体,观察物体的温度变化。怎样能使实验现象更明显呢?可以选用比热容较小的细沙来完成实验,装置如图1所示。加热一段时间后,明显能观察到煤油灯加热沙子的温度远高于酒精灯加热沙子的温度。沙子的初始温度是相同的,可见在燃烧质量几乎相同时,煤油释放的热量远大于酒精释放的热量。

让每一位学生体验物理探究的整个过程,培养与他人合作交流的精神;培养每一位学生的实验动手能力、数据收集能力;学生与学生在相互合作、探讨中产生对某一事物的认知冲突,从不同的角度改进自己的学习经验,提高认识,克服片面性和局限性,从而全面、正确地理解所获得的知识[1]。

活动三 建构燃料热值

如何更加公平、科学地来比较燃料释放热量本领的大小呢?科学家的研究方法是取单位质量的燃料,看释放热量的多少,从而实现了“燃料的热值”的建构,即人们把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比,叫做这种燃料的“热值”。

活动四 探究环境问题

概念中的关键词――“完全燃烧”,什么叫完全燃烧?实验中燃料做到完全燃烧了吗?实验中观察火焰(图2)不难看出燃料并未“完全燃烧”,尤其是煤油的燃烧情况,有大量的黑烟放出。教学中设定问题:(1)生活中的燃料能做到“完全燃烧”吗?(2)利用效率能否达到百分之百?(3)存在有毒气体释放吗?以家用小型汽车为例,生活中燃料的燃烧并未完全利用,而且有废气的排放,给大气带来较大污染。

事实证明,工业以及生活中大量燃料的燃烧,给环境带了重大的影响。温室效应、酸雨、沙尘暴、雾霾 ……,世界各地屡见不鲜。

活动五 课后拓展

燃料的利用使人类得到大量可用能量,但同时造成环境污染,尤其是“热机使用”以及“燃料燃烧”。因此,保护环境,控制和消除大气污染是必须重视的问题,同学们课下以“如何控制和消除大气污染”为主题,完成一个“调查科研报告”。

亲身经历实验探究,学生在获取大量感性认识的基础上,既学到了科学知识,又增强了学生的环保意识。整个探究过程,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到物理和社会、物理和日常生活的关系,从而使物理教学更加贴近生活[2]。提高了学生环保的责任心和使命感,充分体现了从物理走向社会的教学理念。

参考文献:

生物燃料问题范文第4篇

近期,笔者跟随调研组对某市水煤浆试点和生物质能颗粒燃料开展了调研工作,了解了上述清洁能源的生产、销售、使用情况,采集了有关数据资料,分析了相关问题,形成了推行清洁能源,淘汰落后锅炉,从源头上控制污染物排放,提高空气质量,改善大气环境的一些建议。

一、水煤浆的特点、优势,以及推广应用存在的问题

(一)水煤浆的特点

水煤浆是一种相对经济、洁净、可替代石油和天然气的煤基液体燃料,它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有象石油一样的流动性和稳定性,在运输、储存、泵送、燃烧等方面都与石油相近。

(二)水煤浆的优势

1、在节能方面的优势

水煤浆锅炉比普通的燃煤锅炉燃烧效率高,可从80%左右提高到95%以上,热效率也可从65%提高到85%以上。水煤浆锅炉与燃煤锅炉相比,综合节能率约15%。

2、在环保方面的优势

一是制作优质水煤浆必须选用较好的煤,在原产地经过精洗剔除杂质后运出,原料煤的含硫率和灰份低,可以从源头上减少SO2等污染物的排放。二是水煤浆锅炉采用喷射燃烧等先进工艺,煤浆燃烧较充分,烟气排放能够达到或优于国家规定的二类地区第二时段排放标准。与烧煤和重油相比,各种污染物排放浓度有较大幅度的降低。如果企业采用国家Ⅰ级标准的水煤浆,可不安装脱硫设施就能保证SO2的达标排放。三是相对燃煤而言,可以大大减少仓储、运输和燃烧过程中的扬尘,净化周边环境,减少堆煤场,节约用地。

3、在经济效益方面的优势

水煤浆锅炉与重油或柴油锅炉相比,燃料成本可节约30~50%。

(三)推广应用水煤浆存在的问题

1、水煤浆锅炉的建设成本较高。例如,我市上xxx印刷有限公司1台2吨的水煤浆锅炉,建设费用约100万,而普通的2吨燃煤或燃油锅炉建设费用约30~40万,包括安装环保设施。企业原有的燃煤或燃油锅炉不能直接改造成水煤浆锅炉,必须拆除原锅炉后重新建设,所以初期投资成本较高。

2、与燃煤锅炉相比,水煤浆锅炉燃料成本提高15~20%。

3、与传统锅炉相比,水煤浆锅炉燃烧技术相对复杂,维护要求较高。水煤浆锅炉的喷孔、点火电极、磁棒、炉膛等部位需要经常清洗、除灰。

4、某些试点单位锅炉排放的污染物浓度仍然偏高。最近采集的监测数据显示,某试点企业20吨锅炉SO2的排放浓度平均约500 mg/m3,而按照总量减排的要求,须达到350 mg/m3以下。所以20吨以上锅炉还须上脱硫设施,企业可能难以接受,推广较困难。

二、生物质能颗粒燃料的特点、优势,以及推广应用存在的问题

(一)生物质能颗粒燃料的特点

生物质能颗粒燃料是在燃烧应用上的一项科研成果。它是利用秸秆、水稻秆、薪材、木屑、花生壳、瓜子壳、苜蓿草、树皮等废弃的农作物和工业废物,经粉碎―混合―挤压―烘干等工艺,最后制成颗粒状燃料,生产过程不需添加助燃物质。

(二)生物质能颗粒燃料的优势

生物质能颗粒燃料是洁净燃烧技术发展的一次突破,其原料本身含硫量极低。它采用先进的气化燃烧方式,具有高效的燃烧效率,能将不完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失降到较低,并且无需处理就可实现烟气、氮氧化物、二氧化硫等污染物的达标排放。据测算,每燃烧1万吨生物质能颗粒燃料可替代燃煤0.8万吨,减少SO2排放150吨,烟尘排放80吨。生物质能锅炉是替代燃油、燃煤锅炉的选择之一,运行成本也比燃油、燃气锅炉低。

调研组也对部分试点企业的0.7吨生物质能锅炉进行了考察和监测,监测结果初步表明,这种锅炉在无须另行治理的情况下,烟气排放达标,烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放浓度明显较低。

(三)推广应用生物质能颗粒燃料存在的问题

1、对生物质能颗粒燃料认识不足。由于生物质能颗粒燃料在我市是一个新兴的清洁燃料行业,大多数人对生物质能颗粒产品具有高能、环保、使用方便的特性认识不够,许多用能单位根本就不知道有生物质能颗粒产品。

2、原材料供应尚未普及。生产生物质能燃料的原材料主要是秸秆、水稻秆、薪材、木屑、花生壳、瓜子壳等废弃的农作物和工业废物。珠三角地区废弃的农作物比我国北方少,木屑、锯末等工业废物的产生量虽然不少,但绝大部分已被利用为生产锯末板或刨花板等家具板材。

3、成本价格偏高。生物质能颗粒燃料成本约1000元/吨,市场价格约1200元/吨,比优质煤高出30%以上。

三、结论和建议

推广应用水煤浆和生物质能颗粒燃料能够优化我市的能源结构,可从燃料源头确保锅炉烟气达标排放,是整治黑烟囱的有效手段之一,是替代煤、油等燃料的较佳选择。

建议:1、环保监管部门对新、改、扩建锅炉在环评审批时强制使用水煤浆、生物质能颗粒燃料等清洁能源锅炉,其中2吨以上的推荐使用水煤浆锅炉,2吨以下的推荐使用生物质能颗粒燃料锅炉;2、对高速公路和主干道路两旁的燃煤燃油锅炉以行政手段推行改造,用水煤浆或生物质能颗粒燃料锅炉逐步替代现有锅炉。

四、措施

综合分析调研情况,调研组提出以下保障措施,以确保水煤浆和生物质能颗粒燃料有序推广应用。

(一)质监、工商等部门加强监管,确保水煤浆生产、销售企业给用户稳定提供优质的水煤浆,水煤浆的标准必须符合《水煤浆技术条件国家标准》中的Ⅰ级标准。

(二)由政府培育几家水煤浆生产企业和生物质能颗粒燃料生产经销企业,形成规范有序的市场竞争环境,减轻市场垄断程度,保障燃料的充足供应。

(三)综合运用经济手段、法律手段和行政手段推广应用天然气、轻柴油、水煤浆、生物质能颗粒燃料等清洁燃料。一是落实已制定的财政资金补助措施,并增加对生物质能锅炉和其它清洁能源锅炉的改造补贴;二是对现有冒黑烟企业限期治理,治理措施推荐使用水煤浆或其它清洁能源锅炉;三是以实施《珠江三角清洁空气行动计划》为契机,由政府相关部门联手,出台相关政策文件,用行政手段强制推行使用天然气、轻柴油、水煤浆、生物质能颗粒燃料等多样性清洁燃料,从根本上减少大气污染物排,改善城市空气质量。

(四)组织有关部门对水煤浆用煤产地和生物质能颗粒燃料锅炉生产企业进一步考察,掌握水煤浆和生物质能颗粒燃料的原料来源、生产、供应、环境与经济效益等情况。

生物燃料问题范文第5篇

【关键词】 固体燃料 化学链 研究进展

目前,随着社会人口、科技、经济不断发展,规模不断扩大,人们对能源的需求越来越大,同时由能源使用造成的问题也开始不断升级,例如,光化学烟雾,酸雨,以及由二氧化碳过量排放引发的温室效应等。而二氧化碳过量排放作为全球气候变暖的罪魁祸首,减少二氧化碳排放量、倡导低碳生活迫在眉睫。由此,固体燃料化学链燃烧技术开始进入人们的视野,成为人们热衷研究的一项新型环保技术。

1 化学链燃烧技术的基本内容

化学链燃烧技术(CLC)是新型燃烧概念的一个衍生物,该技术最引人注目的一点便是其燃烧过程可以免能耗自动分离二氧化碳。其原理简述如下:借助氧载体的功能,把传统的燃料与空气直接接触的燃烧分成两个部分,即两个气固反应,避免了燃料和空气的直接接触,并借助氧载体的作用把空气中的氧气导入燃料中。CLC系统包含两个流化床反应器,空气反应器和燃料反应器,而且这两者并不是相互分离的。固态的氧载体在空气反应器和燃料反应器之间互相循环,二燃料进入燃料反应器后背氧载体氧化,在氧化透彻后产生二氧化碳和水蒸气。因为在整个过程中空气的浓度可以维持在一定水平,即没有被稀释,所以可以得到较高纯度的生成物,只需将水蒸气冷凝,便可得到较纯净的二氧化碳。其反应方程式如下:(2n+m)MyOx+CnH2m(2n+m)MyOx-1+mH2O+nCO2。当燃料反应器中的反应结束后,被还原的氧载体被传入空气反应器,再发生氧化反应被氧化,得到新的氧载体,反应方程式如下:MyOx-1+1/2O2MyOx。

据上述内容可知,CLC的整个过程中,二氧化碳的分离是无需消耗能量的,而且氧载体的再氧化也是在低温条件下进行,避免了氮氧化物的生成,生成的其他物质基本都是氮气和剩余的氧气,不会对环境造成污染,可直接排放。

2 CLC的研究进展

随着CLC研究的不断深入,学者们将研究的重心集中在了这四个方面:(1)氧载体的选择和制作;(2)燃烧反应器的设计和制作;(3)反应过程的具体分析和数据模拟;(4)化学链燃烧技术的更新和扩展。

2.1 氧载体的研究

就目前的趋势而言,在氧载体的实际使用中,使用较多的当属过渡金属氧化物。在被还原的氧载体通过空气反应器再氧化时,可为燃料反应器提供晶格氧的同时将空气反应器中产生的热能 传送到燃料反应器中,供化学反应使用。由此可知,氧载体的性能的好坏是整个CLC系统的重中之重,其性能可概括为这五点:(1)反应速率和气体的选择性能;(2)氧化传热能力;(3)抗烧结、结团、碎裂的物理性能;(4)无毒性,是否为环保材料;(5)价格是否低廉,生产成本是否合理等。一般情况下,在氧载体的使用过程中,可在其中添加惰性载体和活性金属氧化物,借此来提高它的总体性能。

2.2 反应器的研究

2001年,有学者提出一个新型的反应器模型:高速提升管制成的空气反应器和低速鼓泡的流化床充当的燃料反应器相互串联组成。这种系统解决了流化床之间的漏气问题,并实现了氧载体的循环使用,受到了业界人士的广泛支持,更成为许多研究人员设计反应器的基础。还有学者提出了另一种燃烧装置,这种装置可细分为四个结构:空气反应器、燃料反应器和旋风分离器以及提升管。根据多次实验证实,该种装置的使用更为稳定合理,且运行中内部基本不出问题,问题多为外部因素造成,如进料。还有学者提出了圆锥形石英管反应器,分为两部分:上面作为分离区,防止固体物质流失;下面作为反应区,进行固体燃料时的各种物理化学反应。在进行实验时发现,在反应中添加氢气,可降低固体燃料的气化程度,以此来提高碳的转化程度。

2.3 化学链的更新

众多的实验表明,化学链重整的相关技术是科学可行的,而且合理的重整可以极大的提高到96%-100%。从基本原理来看,化学链气化的相关操作基本可以用于固体燃料的的气化,目前,国内外许多研究人员也开始关注固体燃料的气化,即化学链气化技术。而在CLC的基础上发展产生而来的化学链制氢技术也对CLC的发展研究起到了一定程度的促进作用。

3 研究中还存在的问题

目前,虽然CLC的研究在不断的深入和前进,但其中仍然不乏问题的出现,还有许多问题需要学者们更加细致长久的探讨研究。例如:(1)就反应机理而言,氧载体是固体,再与固体燃料反应,这种反应的是实质究竟是何种反应,是固体与固体之间的直接反应,还是有中间过程的反应,又或者是两者结合一同发生或者分部发生,而不同的反应部分又有哪些环节不同等。(2)化学链燃烧反应器还需要进一步的设计和优化,以期获得更加稳定、直观的数据以供研究,固体燃料的转化率和二氧化碳的生成率也还需要深入的研究。(3)氧载体方面还需要更多的研究,将研制或发现反应活性更强、价格便宜且环保的氧载体作为研究的关键之一。研究也不能仅限于金属氧化物,要扩展到其他类型的物质,例如以CaSO4为主的非金属类物质的氧载体。

4 结语

CLC与传统的燃烧方式相比较而言,CLC更易提高能源的使用效率,同时还能减少对环境的污染。根据目前我国的能源结构中,大多是以煤为主,固体燃料化学链技术的研究和发展对能源的可持续使用和环境的可持续发展方面都有着不可替代的重要作用。但对该技术的认知和使用还需要不断的完善,包括反应器、氧载体的内部因素和进料、空气等其他外部因素对反应过程的影响。

参考文献

[1]毛玉如,苏亚欣,马晓峰.化学链燃烧技术研究进展[J].能源与环境,2005(2).

[2]卢玲玲,王树众,姜峰,胡昕.化学链燃烧技术的研究现状及进展[J].现代化工,2007(8).