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焦爐煤氣、通風瓦斯等低熱值燃氣的 CLC 利用

與利用其它常規(guī)轉化技術相比，本技術方案主要具備以下技術優(yōu)勢及創(chuàng)新： (1) 利用 CLC 技術實現(xiàn)了低熱值可燃氣體的資源化利用。避免了隨意燃燒放空造成的環(huán)境污染以及溫室氣體排放，有效地利用低熱值可燃氣體的反應熱，實現(xiàn)其資源化利用。 (2) 利用 CLC 技術實現(xiàn)了低熱值可燃氣體的高效利用。在 CLC 中，燃料和空氣的燃燒反應是分步進行的，減小了燃料與空氣直接接觸的傳統(tǒng)燃燒過程的不可逆損失，實現(xiàn)了能量的梯級利用，提高了系統(tǒng)效率。此外，我們所搭建的 CLC裝置為全球首臺加壓的雙循環(huán)流化床實驗裝置，該裝置的加壓特點不僅有利于提高可燃性氣體的轉化速率，增大氣體的處理量，減少反應器的體積，還有利于CO2 壓縮成本，進一步提高系統(tǒng)效率。 (3) 利用 CLC 技術實現(xiàn)了低熱值可燃氣體的清潔利用。由于燃料和空氣沒有接觸，而且反應器的溫度比傳統(tǒng)燃燒方式下的低，因而在空氣反應器中沒有熱力型和快速型 NOx 的生成；而在燃料反應器中，由于燃料沒有與空氣接觸，進行的是無焰“燃燒”，因而可以抑制燃料型 NOx 的生成。總之，采用 CLC 技術時可以避免各類 NOx 的生成，因此，利用 CLC 技術實現(xiàn)了低熱值可燃氣體的高效、清潔利用。 (4) 利用 CLC 技術實現(xiàn)了低熱值可燃氣體的 CO2 的內分離。用上述傳統(tǒng) CO2捕集技術進行 CO2 捕集時，會造成極大的能量損失，同時使系統(tǒng)效率降低 7-13%，而利用 CLC 技術進行低熱值可燃氣體轉化時，可以在無任何能量損耗的情況下實現(xiàn) CO2 的內分離，因此，利用 CLC 技術進行低熱值的可燃氣體轉化，對于實現(xiàn)我國碳減排的目標有重要的意義。因此，以 CLC 技術為核心的低熱值燃氣的能量轉化利用技術具有無可比擬的環(huán)境友好性，可以有效地利用低熱值燃氣的反應熱，實現(xiàn)廢氣的資源化利用，從而實現(xiàn)環(huán)保效益和經濟效益雙豐收。這對實現(xiàn)我國“節(jié)能優(yōu)先”的能源戰(zhàn)略以及走可持續(xù)發(fā)展道路具有重要的現(xiàn)實意義。

西安交通大學 2021-04-11

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