首页期刊导航|洁净煤技术
期刊信息/Journal information
洁净煤技术
洁净煤技术

宁宇

双月刊

1006-6772

jjmjs@263.net

010-84262927 84262909

100013

北京市和平里青年沟路5号 煤炭科学研究总院内

洁净煤技术/Journal Clean Coal Technology北大核心CSTPCDCSCD
查看更多>>本刊是由煤炭科学研究总院与煤炭工业洁净煤工程技术研究中心联合主办，经国家科委与新闻出版署正式批准，向国内外公开发行的国家级专业科技刊物，为全国中文核心期刊。主要刊载煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染控制与废弃物管理等洁净煤技术方面的学术论文、研究报告、专题评述、国外技术动态和政策法规等文章。
正式出版
收录年代

    低能耗CO2混合胺吸收剂复配筛选与工业验证

    徐冬黄艳宋俊朝史晓宏...
    90-98页
    查看更多>>摘要：在如今温室效应日益严重背景下,化学吸收法作为当前最具应用前景的燃煤烟气脱碳技术,受国内外广泛关注,开发低再生能耗、高稳定、易工程化应用的吸收剂是目前研究热点.提出了以高容量、低能耗三级胺为吸收剂主剂,高动力学一级胺和高稳定环状胺为辅剂吸收剂方案;并形成了从实验室配方遴选、百标方时中试工艺匹配到每年万吨级规模工业装置运行优化的工程化开发体系.通过鼓泡吸收试验与吸收-再生循环试验对吸收剂进行快速筛选,初筛获得一种性能好的吸收剂配方,通过200 m3/h中试与万吨级工业装置测试优化运行参数并完成工业验证.测试结果表明,开发的CEU型吸收剂CO2脱除率达90％,最优再生热耗达2.42 GJ/t CO2,在工业装置上完成了＞700 h稳定运行.

    碳捕集化学吸收工程化开发混合胺燃煤烟气

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于堆栈电解池的纳米SnO2电催化CO2还原试验

    魏书洲谭舒婷熊卓徐祖伟...
    99-106页
    查看更多>>摘要：利用新能源电能电催化还原二氧化碳(CO2)技术能在减排降碳过程将CO2转化为增值化学品,有广阔应用前景,在多种还原产物中,甲酸(HCOOH)易储存和运输,储氢密度高,应用前景好.氧化锡(SnO2)电催化材料成本低、毒性小,且SnO2用于电催化还原CO2制HCOOH选择性高.而在电催化还原的工业化中,合理的电解池结构有重要意义.为探究更合理的电解池结构,提出一种自制的多层堆栈式电解池,将通过火焰喷雾热解方法制备的SnO2纳米颗粒作为电催化剂,进行电催化还原CO2研究.探究电解池的阴极-阳极间距、电解液流速、电解液浓度及电极堆栈数目等参数对电催化性能影响.试验结果显示:阴极-阳极距离越小,电能损耗越少,电催化还原CO2性能更佳;电解液的流速对催化剂还原性能无明显影响,但过大的流速使反应的电流密度产生大的波动;在电解液浓度小于1 mol/L时,催化剂对HCOOH的选择性随着电解液浓度增加而增加,而在电解液浓度大于1 mol/L时,各产物的选择性趋于稳定;电极堆栈排放时,电流密度略下降,但整体法拉第效率和HCOOH的法拉第效率均所提高,并对析氢反应有较明显抑制作用.使用堆栈电解池可减小电荷转移电阻及扩散电阻.对于该堆栈电解池,在阴极-阳极间距10 mm、施加电位-1.2 V vs.RHE、KHCO3浓度1 mol/L下,SnO2在堆栈条件对HCOOH的法拉第效率达37.53％,且总的法拉第效率达75.83％.结果表明:使用堆栈电解池可提升催化剂催化性能,提升目标产物的选择性.

    电催化堆栈电解池新能源CO2还原

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    NH3/H2掺混MILD燃烧及NOx排放特性的数值模拟

    刘祥涛王国昌司济沧李鹏飞...
    107-116页
    查看更多>>摘要：化石能源的利用推动了人类社会的进步,但也造成了全球气候变化,威胁人类的生存与发展.在此背景下,氨和氢作为零碳燃料引起了人们的重视,但其燃烧利用面临诸多问题.MILD燃烧是一种新型燃烧方式,有望实现氨/氢混合燃料的清洁高效燃烧,但目前研究非常有限.采用数值模拟方法对预混NH3/H2射流火焰的MILD燃烧和排放特性进行研究.改变了射流中的氢气比例(X(H2)F)和当量比(ΦJ),并详细分析了温升、反应域、抬升高度、自由基浓度以及氮氧化物(NOx)排放等.结果表明,添加少量H2可显著增强NH3火焰的稳定性,降低自着火温度并消除火焰抬升.此外,X(H2)F的增加能提高燃烧温度,加快H、O和OH自由基的产生,并使燃烧模式由MILD燃烧转变为高温燃烧.富燃料且氢气比例较低时,NH3在燃烧前大量分解为H2,导致燃烧温度较高.关于NOx排放,N2O和NO是最主要来源,NO2可忽略不计.整体上,N2O和NO的排放随X(H2)F的增加先升高再降低.当X(H2)F较低时,N2O的浓度峰值与排放量和NO相当.提高X(H2)F,温度升高,导致N2O转化为NO和N2,因此NO变为主要的NOx排放源.此外,富燃工况中,燃烧温度、OH浓度及射流对伴流中氧气的卷吸共同影响NO排放.

    氨/氢混合燃料MILD燃烧当量比燃烧特性NOx排放

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    考虑可再生能源不确定性的风光火储联合调度优化

    宋祉慧田军见倪战士林其钊...
    117-127页
    查看更多>>摘要：风光火储联合调度是助力火电行业实现"双碳"目标的重要路径之一.为应对可再生能源出力不确定性对电力系统的影响,以实现总运行成本最小为优化目标,构建风、光出力不确定参数合集,建立两阶段鲁棒优化模型对风光火储联合系统进行调度优化.将不确定性优化问题解耦成包含确定性参数的第1阶段以及涉及不确定性变量的第2阶段.其中,第1阶段基于可再生能源出力预测值,求解火电机组启停状态和储能设备充放电状态,第2阶段作为灵活调控阶段,求解扰动发生后最恶劣场景下各设备的输出功率,并采用列约束生成算法结合算例进行计算.结果表明,该模型通过合理弃能和储能调峰可有效平抑火电机组净负荷波动,缓解机组调峰压力.相比确定性优化模型,该不确定性优化模型求解所得运行成本增加,表明考虑可再生能源不确定性的鲁棒优化具有更高的保守度,同时,可再生能源出力偏离度越大,其运行成本增幅相比确定性优化越小,有效降低了可再生能源出力偏差对系统经济性的干扰.

    风光火储燃煤发电碳排放两阶段鲁棒优化调度运行

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    光谱响应曲线对双色法燃烧测量技术精度影响

    韩磊程勇朱宁静王哲...
    128-137页
    查看更多>>摘要：基于CCD相机的双色法广泛应用于燃烧温度场和烟黑浓度场测量,为认识燃烧规律和掌握燃烧状态发挥重要作用.已有工作大多忽略CCD相机的光谱响应特征,而将CCD相机各通道检测信号视为火焰在特定波长处辐射能量,给测量结果带来误差,并鲜有针对光谱响应曲线简化所引起测量误差的分析.以乙烯/空气层流扩散火焰为例,模拟不同光谱响应曲线CCD相机的火焰重建过程,分析了形状、半宽、不对称性等不同光谱响应曲线参数对火焰温度及烟黑浓度重建精度的影响.结果表明,光谱响应曲线形状和半宽对重建精度影响较小,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差均小于1％;当光谱响应曲线不对称或中心波长不准确时,重建结果误差明显增大,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差可达2.4％.对CCD相机进行黑体炉及光谱响应曲线标定,通过CCD相机对乙烯层流扩散火焰进行测量发现,利用中心波长和实际光谱响应曲线测量结果具有明显偏差,最高温度和最大烟黑浓度偏差分别为4.74％和16.4％.

    光谱响应曲线CCD相机燃烧检测双色法温度场烟黑浓度场

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    生物质重整煤气喷吹-氧气高炉的低碳潜力分析

    毛文超黄志辉张泽武李小姗...
    138-149页
    查看更多>>摘要：我国钢铁行业以高炉-转炉长流程为主,一次能源消耗主要为煤粉与焦炭,化石能源消耗大、碳排放高,其中70％的CO2排放集中在高炉炼铁工序.双碳背景下,亟需研发低碳炼铁技术以降低高炉工艺的能源消耗和CO2排放.提出一种生物质重整煤气喷吹-氧气高炉(BRGI-OBF)工艺流程,该工艺通过优化气化炉工艺参数与生物质替代煤粉重整,产生的重整煤气满足高炉的富氢冶炼需求,并降低了化石能源的使用.结合高炉煤气富氧燃烧碳捕集,可实现末流烟气中CO2富集,从而实现高炉低能耗与低碳(负碳)排放.为分析BRGI-OBF工艺的低碳潜力,首先运用Aspen Plus搭建了 BRGI-OBF 工艺模型,研究了气化炉输入热量与生物质种类对工艺性能的影响.基于计算得到的工艺参数,运用高炉炼铁工艺能耗计算方法,对比分析了传统高炉工艺与炉顶煤气循环-氧气高炉(TGR-OBF)工艺的能耗与碳流情况.结果表明,向气化炉提供适宜的热量可有效减少煤粉用量,同时增加循环煤气量,最多可减少煤粉用量124.2 kg/t(以生铁计);生物质种类对生物质用量与重整煤气的组分产生显著影响,采用杨木半焦进行重整时,杨木半焦用量为204 kg/t,重整煤气中H2体积分数达29.91％,满足富氢冶炼需求.此外,BRGI-OBF工艺显著改善了能源结构,其化石能源占比约55％,与传统高炉相比,降低煤粉消耗17.6％、焦炭消耗29.3％.该工艺流程耦合富氧燃烧碳捕集技术后,末流中存在碳素372.6 kg/t,以易于压缩捕集的高浓度CO2(＞90％)形式存在.扣除由杨木半焦造成的碳素排放,总碳素排放为-109.9 kg/t,相当于生产每吨铁水可额外捕集CO2 403 kg,可实现生物质+CCS的负碳技术,为钢铁行业实现深度脱碳提供重要支持.

    钢铁行业碳中和低碳技术生物质重整煤气喷吹-氧气高炉

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    CO2加氢制甲醇催化剂与项目进展

    叶知远饶娜夏菖佑刘硕...
    150-161页
    查看更多>>摘要：甲醇是重要的有机化工原料和优质燃料.在气候危机、能源危机背景下,发展甲醇经济利于实现化工、能源和交通运输行业绿色低碳转型,保障能源供应安全.系统地介绍了两步法、一步法CO2加氢制甲醇工艺路线,分析、归纳和梳理了铜基、铟基、固溶体与贵金属催化剂性能表现.由数据可知4类催化剂反应条件集中分布在200～300 ℃,1.5～5.0 MPa.铜基催化剂是目前研究和应用最广的催化剂,其CO2转化率和甲醇选择性中位数分别为13.6和69.2.与铜基催化剂相比,铟基催化剂和固溶体催化剂CO2转化率和甲醇选择性与铜基催化相当,但稳定性更优.而贵金属催化剂CO2转化率(最佳值66,最小值0.6)和甲醇选择性(最佳值100,最小值11)极值差别大且少见稳定性相关的数据.固溶体催化剂在工业条件表现出优异的催化性能和稳定性,可能成为未来规模化应用的催化剂种类之一.此外,梳理了国内和国际现有CO2加氢制甲醇的项目与技术路线.目前国内外二氧化碳加氢制甲醇项目数量不断增多,其中部分已建成投产,甲醇生产能力从4 000 t/a到200 000 t/a不等.目前这些项目甲醇生产碳源主要来自工业排放源CO2捕集装置,而氢气主要通过电解水获取.碳中和目标下,CO2加氢制甲醇技术的重要性愈发显著,建议从CO2加氢制甲醇催化剂技术研发和项目产业化应用方面加大支持力度.

    CCUS甲醇碳利用催化剂二氧化碳

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    纳米多级孔SAPO-11分子筛制备及其催化2-甲基萘烷基化反应

    张晓华张璞纪琳江乐杰...
    162-169页
    查看更多>>摘要：SAPO-11分子筛作为微孔沸石,通常粒径大,而粒径小的SAPO-11分子筛具有较短的孔道,更有利于分子的扩散使SAPO-11分子筛具有更高的催化活性,但存在稳定性较差的缺点,如何在水热法基础上进一步合成纳米多级孔SAPO-11分子筛极具挑战.在水热合成SAPO-11分子筛基础上,通过对前驱体凝胶进行老化处理制备纳米多级孔SAPO-11分子筛.其中,在80 ℃用搅拌老化制备的SAPO-11分子筛有最小晶体尺寸,通过SEM可知通过搅拌老化制备的Sll-80 ℃-stirring分子筛呈现一种均匀纳米棒状结构,这些纳米棒的直径约500～700 nm,长度约2～4 μm.通过N2吸附-脱附曲线及孔径分布图可知经过老化处理的SAPO-11分子筛较传统SAPO-11都具有更大的比表面积,搅拌老化与静置老化制备的分子筛相比而言具有更大的微孔比表面积与孔体积.且通过NH3-TPD对SAPO-11分子筛酸性性质进行表征,所有老化处理合成的SAPO-11分子筛酸量都有所下降.2-甲基萘(2-MN)主要来源于煤焦油,可用于制备2,6-二甲基萘(2,6-DMN),用于合成高端聚酯,为此将上述纳米多级孔SAPO-11分子筛用于催化2-甲基萘烷基化反应,结果表明使用老化处理制备的纳米多级孔SAPO-11分子筛有77.8％的2-MN初始转化率,20.4％的初始选择性,2,6-DMN、2,7-DMN的物质的量比为1.13,反应第4小时有最高2,6-DMN选择性39.9％,通过系列表征揭示了纳米多级孔SAPO-11分子筛择形催化催化机理.

    多级孔SAPO-11老化处理烷基化2,6-二甲基萘

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    钙循环捕集CO2小试和中试台架研究进展

    王长清谭煜幺林明玮刘文强...
    170-184页
    查看更多>>摘要：燃煤电厂产生CO2会加重温室效应,因此实现温室气体减排目标至关重要.碳捕集技术已被确定为降低电力部门碳排放的关键措施.胺洗涤等化学吸附剂和氧燃烧技术等成熟技术集成到发电厂时,效率损失很高(8.0％～12.5％),因此,为尽量减少效率损失和相关电力成本,需开发新的二氧化碳捕获技术.钙循环工艺是一项很有前途的技术,效率损失可降至7％.由于资金成本高,目前尚未开发出有商业规模的成本效益技术,而在设计和建造商业规模装置前,需深入了解各操作条件的系统行为,以优化工艺参数并评估可行性.概述了全球可用的小试试验台架和中试工厂测试设施,总结了测试设备的特性和操作条件及提取关键的试验结果,表明CaL工艺的可行性在1 kWth～1.9MWth的实验室规模和中试规模设施中得到广泛研究.在这些CaL系统中,碳酸化炉的工作温度600～700 aC,煅烧炉的工作温度800～1 000℃.进入到碳酸化炉里CO2均来自电厂,均可实现90％以上CO2捕集效率.此外,调整操作设计参数,如CO2入口浓度、碳酸化炉或煅烧炉温度等,将影响CO2捕集效率.总之,这些结果为未来大规模台架的开发收集有价值的操作数据,这也将是在未来能源发展中扩大和部署这项技术的关键所在.

    燃煤电厂碳捕集钙循环台架中试工厂

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    微细粒煤泥浮选分离强化方法及技术研究进展

    王学霞于梅王烨敏马超...
    185-202页
    查看更多>>摘要：制约微细粒煤泥高效浮选回收的主要瓶颈问题是微细粒煤泥自身性质导致的颗粒与气泡矿化效率低,但黏土矿物夹杂污染、浮选泡沫性质和捕收剂性能等因素的影响同样不可忽视.为了解微细粒煤泥浮选强化方法及技术研究进展,首先介绍了微细煤泥浮选分离难的原因,其次从增大颗粒表观粒径、减小气泡尺寸、强化流场调节、捕收剂优化、浮选设备改进、浮选工艺创新和矿浆预处理等7方面进行综述,最后深入探讨不同浮选分离强化方法及技术的优劣势.为克服微细粒煤泥自身质量小的影响,絮凝浮选是常见的增大颗粒表观粒径技术,其浮选强化效果显著但药剂选择性及成本问题不可忽视;载体浮选与超声驻波团聚均具备较好的潜力但目前尚处于实验室研究阶段.为提高颗粒与气泡碰撞概率,减小气泡尺寸是有效的手段,其中纳米气泡浮选技术在显著提高微细煤泥回收率的同时能有效降低药剂用量.强化流场调节同样是关注到颗粒与气泡的碰撞、粘附概率的影响,以湍流强化为手段有效促进了浮选指标的提升.捕收剂优化是从降低药剂成本、提高药剂选择性角度出发,其研究点主要有改善传统药剂分散性、引入极性基团、新型药剂设计等.其中药剂乳化、捕收剂替代品、复配型捕收剂及新型纳米粒子捕收剂等均不同程度地呈现了良好的强化效果,但其制备成本及可能对环境造成的影响是其亟待解决的问题.此外,针对微细粒煤泥分离挑战,目的矿物高效矿化和脉石矿物有效抑制是浮选设备优化的核心突破点;多次浮选和分级浮选是解决微细粒分选不彻底的主要工艺创新改进;分级调浆、超声波及高剪切等预处理强化技术有效地改善药剂和矿浆均匀性及药剂和煤粒的碰撞概率,从而强化浮选分离效果.在以上不同浮选分离强化方法及技术中,絮凝浮选、超声驻波团聚、纳米气泡浮选、湍流强度调控及捕收剂分子设计优化等均在实验室研究阶段,向工业化应用发展的过程中还需开展大量基础理论研究及半工业化研究,而寻求成本效益卓越的新型药剂、浮选设备升级赋能、浮选工艺智慧创新及浮选矿浆预处理精细强化或将是现有选煤厂强化微细煤泥浮选分离效果较妥当且切实可行的方案.

    微细粒煤泥浮选强化增大颗粒表观粒径减小气泡尺寸流场强化捕收剂优化设备及工艺改进

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据