| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 1 绪论 | 第20-52页 |
| 1.1 引言 | 第20-24页 |
| 1.2 CO_2捕集技术 | 第24-35页 |
| 1.2.1 燃后捕集 | 第25-28页 |
| 1.2.2 燃前捕集 | 第28-29页 |
| 1.2.3 富氧燃烧 | 第29-30页 |
| 1.2.4 化学链CO_2捕集技术 | 第30-35页 |
| 1.2.4.1 基于载氧体的化学链燃烧和气化技术 | 第30-32页 |
| 1.2.4.2 基于载碳体的钙基化学链CO_2捕获技术 | 第32-35页 |
| 1.3 以CaO为载碳体的化学链气化系统 | 第35-50页 |
| 1.3.1 CO_2接受体气化 | 第36-37页 |
| 1.3.2 浙江大学近零排放煤气化燃烧集成制氢系统 | 第37-39页 |
| 1.3.3 日本新能源综合开发机构HyPr-RING系统 | 第39-40页 |
| 1.3.4 俄亥俄州立大学CLP技术 | 第40-41页 |
| 1.3.5 Alstom混合燃烧-气化化学链技术 | 第41-43页 |
| 1.3.6 中国科学院工程热物理所煤制氢零排放系统 | 第43-44页 |
| 1.3.7 美国零排放煤联盟ZECA煤化学链气化系统 | 第44-45页 |
| 1.3.8 美国GE-EER AGC系统 | 第45-46页 |
| 1.3.9 化学链系统对比 | 第46-50页 |
| 1.4 本文研究内容 | 第50-52页 |
| 2 以CaO为载碳体的化学链气化关键过程研究进展 | 第52-67页 |
| 2.1 CaO吸收剂CO_2捕获性能提升研究现状 | 第52-61页 |
| 2.1.1 液态水/蒸汽活化 | 第53-58页 |
| 2.1.1.1 碳酸化时活化 | 第53-55页 |
| 2.1.1.2 煅烧时活化 | 第55-56页 |
| 2.1.1.3 碳酸化/煅烧后单独水合活化 | 第56-58页 |
| 2.1.2 高温热预处理 | 第58-59页 |
| 2.1.3 小结 | 第59-61页 |
| 2.2 以CaO为CO_2吸收剂的煤气化研究现状 | 第61-67页 |
| 2.2.1 基于固定床的煤气化研究 | 第61-62页 |
| 2.2.2 基于流化床反应器的煤气化研究 | 第62-65页 |
| 2.2.3 小结 | 第65-67页 |
| 3 CaO吸收剂循环碳酸化/煅烧捕获CO_2特性研究 | 第67-82页 |
| 3.1 引言 | 第67页 |
| 3.2 实验设备与方法 | 第67-70页 |
| 3.2.1 实验设备 | 第67-68页 |
| 3.2.2 实验样品分析和制备 | 第68-69页 |
| 3.2.3 实验步骤 | 第69-70页 |
| 3.3 循环碳酸化/煅烧捕获CO_2实验 | 第70-81页 |
| 3.3.1 循环碳酸化-煅烧动力学特性 | 第70-71页 |
| 3.3.2 碳酸化温度对多循环转化率的影响 | 第71-73页 |
| 3.3.3 碳酸化CO_2浓度对多循环转化率的影响 | 第73-74页 |
| 3.3.4 煅烧温度对多循环转化率的影响 | 第74-76页 |
| 3.3.5 煅烧气氛对多循环转化率的影响 | 第76-77页 |
| 3.3.6 压力对多循环转化率的影响 | 第77-81页 |
| 3.4 本章小结 | 第81-82页 |
| 4 蒸汽水合活化影响CaO吸收剂循环碳酸化/煅烧实验研究 | 第82-111页 |
| 4.1 引言 | 第82-83页 |
| 4.2 实验设备与方法 | 第83-87页 |
| 4.2.1 实验仪器 | 第83-84页 |
| 4.2.2 实验样品 | 第84页 |
| 4.2.3 实验步骤 | 第84-87页 |
| 4.2.3.1 分析纯CaO样品的实验步骤 | 第84-86页 |
| 4.2.3.2 天然石灰石吸收剂的实验步骤 | 第86-87页 |
| 4.3 以分析纯CaO为吸收剂的蒸汽水合活化循环碳酸化/煅烧捕获CO_2实验 | 第87-97页 |
| 4.3.1 蒸汽水合活化温度的影响 | 第87-89页 |
| 4.3.2 蒸汽水合活化过程蒸汽浓度的影响 | 第89-91页 |
| 4.3.3 蒸汽水合活化频率的影响 | 第91-93页 |
| 4.3.4 蒸汽活化方法对比 | 第93-94页 |
| 4.3.5 水合活化前后吸收剂形貌变迁 | 第94-97页 |
| 4.4 天然钙基CO_2吸收剂多循环碳酸化-煅烧试验 | 第97-109页 |
| 4.4.1 水合活化温度对天然吸收剂多循环碳酸化转化率的影响 | 第97-99页 |
| 4.4.2 蒸汽浓度对天然吸收剂多循环碳酸化转化率的影响 | 第99-100页 |
| 4.4.3 水合活化频率对天然吸收剂多循环碳酸化转化率的影响 | 第100-102页 |
| 4.4.4 水合活化和碳酸化时间对对天然吸收剂多循环碳酸化转化率的影响 | 第102-104页 |
| 4.4.5 不同蒸汽活化方法对比 | 第104-106页 |
| 4.4.6 不同蒸汽水合活化方式的性能评估 | 第106-109页 |
| 4.5 本章小结 | 第109-111页 |
| 5 CaO吸收剂影响煤热解过程的实验研究 | 第111-127页 |
| 5.1 弓言 | 第111-112页 |
| 5.2 实验 | 第112-114页 |
| 5.2.1 实验样品 | 第112页 |
| 5.2.2 实验仪器及方法 | 第112-114页 |
| 5.2.2.1 热重-傅里叶变换红外光谱(TG-FTIR)联用系统 | 第112-113页 |
| 5.2.2.2 水平管式炉系统 | 第113-114页 |
| 5.3 实验结果与讨论 | 第114-125页 |
| 5.3.1 基于热重-傅里叶红外光谱联用结果分析与讨论 | 第114-121页 |
| 5.3.1.1 热解失重特性 | 第114-117页 |
| 5.3.1.2 热解气态产物的析出特性 | 第117-121页 |
| 5.3.2 基于水平管式炉的固定床热解实验结果与讨论 | 第121-125页 |
| 5.3.2.1 CaO对热解产物分布的影响 | 第121-122页 |
| 5.3.2.2 CaO添加对气体产物析出量的影响 | 第122-125页 |
| 5.4 本章小结 | 第125-127页 |
| 6 以CaO为CO_2吸收剂的煤加压流化床蒸汽气化实验研究 | 第127-143页 |
| 6.1 引言 | 第127-128页 |
| 6.2 热力学模拟分析 | 第128-130页 |
| 6.3 实验设备、方法与步骤 | 第130-134页 |
| 6.3.1 实验原料和吸收剂 | 第130页 |
| 6.3.2 实验装置 | 第130-132页 |
| 6.3.2.1 蒸汽发生和预热系统 | 第131页 |
| 6.3.2.2 加压给料系统 | 第131-132页 |
| 6.3.2.3 加压流化床气化炉及温控系统 | 第132页 |
| 6.3.2.4 气体净化和采样系统 | 第132页 |
| 6.3.3 实验步骤 | 第132-133页 |
| 6.3.4 产物分析 | 第133-134页 |
| 6.4 以CaO为CO_2吸收体的煤加压流化床气化制取H2试验结果与分析 | 第134-141页 |
| 6.4.1 气化压力对加压蒸汽气化过程的影响 | 第134-135页 |
| 6.4.2 水碳摩尔比[H_2O]/[C]对加压蒸汽气化过程的影响 | 第135-136页 |
| 6.4.3 钙碳比[CaO]/[C]对加压蒸汽气化过程的影响 | 第136-137页 |
| 6.4.4 气化温度对加压蒸汽气化过程的影响 | 第137-139页 |
| 6.4.5 气化残余固体产物分析 | 第139-141页 |
| 6.5 本章小结 | 第141-143页 |
| 7 基于双循环流化床反应器的煤化学链气化实验研究 | 第143-163页 |
| 7.1 引言 | 第143-144页 |
| 7.2 实验 | 第144-151页 |
| 7.2.1 实验物料 | 第144-145页 |
| 7.2.2 化学链气化燃烧系统 | 第145-146页 |
| 7.2.3 双循环流化床主体 | 第146-149页 |
| 7.2.4 冷态实验及系统标定 | 第149-151页 |
| 7.2.4.1 临界流化风量 | 第149页 |
| 7.2.4.2 Loopseal返料性能 | 第149-150页 |
| 7.2.4.3 给料系统和蒸汽发生系统标定 | 第150-151页 |
| 7.3 实验结果与讨论 | 第151-161页 |
| 7.3.1 热态化学链气化实验 | 第151-158页 |
| 7.3.1.1 气化温度的影响 | 第152-154页 |
| 7.3.1.2 水碳摩尔比的影响 | 第154-155页 |
| 7.3.1.3 钙碳摩尔比的影响 | 第155-156页 |
| 7.3.1.4 吸收剂循环碳酸化-煅烧次数对气化产物的影响 | 第156-158页 |
| 7.3.2 化学链气化典型工况连续实验 | 第158-161页 |
| 7.3.2.1 实验方法 | 第158页 |
| 7.3.2.2 连续运行实验工况和过程 | 第158-159页 |
| 7.3.2.3 气化气体产物特性 | 第159-160页 |
| 7.3.2.4 气化率及碳转化率估算 | 第160-161页 |
| 7.4 本章小结 | 第161-163页 |
| 8 全文总结与展望 | 第163-167页 |
| 8.1 主要研究成果 | 第163-165页 |
| 8.2 本文创新点 | 第165-166页 |
| 8.3 未来工作展望 | 第166-167页 |
| 参考文献 | 第167-177页 |
| 作者简历 | 第177-178页 |
