• 全部
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
耦合化学链制氢与钙循环过程实现水泥厂脱碳的系统性能评估
  • Title

    System assessment of integrating calcium looping and chemical loopinghydrogen generation processes for cement plants decarbonization

  • 作者

    何松王丹郑雅文高李帆王珺瑶杨智曾雪兰

  • Author

    HE Song;WANG Dan;ZHENG Yawen;GAO Lifan;WANG Junyao;YANG Zhi;ZENG Xuelan

  • 单位

    广东工业大学碳中和与绿色发展协同创新研究院国家电力投资集团氢能科技发展有限公司广东工业大学材料与能源学院深圳市燃气集团股份有限公司

  • Organization
    Collaborative Innovation Institute of Carbon Neutrality and Green Development,Guangdong University of Technology
    State Power Investment Group Hydrogen Energy Technology Development Co.,Ltd.
    School of Material and Energy,Guangdong University of Technology
    China Shenzhen Gas Corporation Ltd.
  • 摘要

    零碳燃料替代和CO2捕集在水泥厂脱碳过程中可以发挥重要作用。提出了一种将钙循环工艺与化学链制氢工艺(CaL-CLHG)相结合的集成方案,并评估了该方案用于水泥生产过程脱碳时的系统性能。CaL-CLHG方案的优势在于可回收水泥生产过程中的余热用于制氢,同时还避免了传统钙循环捕集工艺(CaL-Oxy)中用于空气分离的能耗。研究结果表明通过避免空气分离过程的电力消耗和利用余热回收制氢实现了水泥生产过程脱碳的热力学性能和经济性提升。在CaL-CLHG方案中,避免单位CO2排放的一次能源消耗可降低到2.68GJ/t,相比传统CaL-Oxy捕集工艺下降33.5%。经济性分析表明,CO2减排成本可从CaL-Oxy方案中的56.6$/t降至CaL-CLHG方案中的34.2~41.6$/t。采用CaL-CLHG工艺对现有水泥厂进行脱碳是一种技术经济上可行的选择。

  • Abstract

    Zero-carbon fuel substitution and CO2 capture will play a crucial role in the decarbonization of cement plants. This paperproposes an integration scheme that combines the calcium looping process with the chemical looping hydrogen generation process (CaL-CLHG). The CaL-CLHG scheme offers the advantage of recovering waste heat from the cement production process for hydrogengeneration. Besides, the CaL-CLHG scheme avoids the power consumption associated with air separation in the traditional calciumlooping process (CaL-Oxy). Results indicate that the specific primary energy consumption for CO2 avoided can be achieved at 2.68 GJ/tin the CaL-CLHG scheme. This represents a reduction of 33.5% compared to the CaL-Oxy scheme. Economic analysis indicates that thecost of CO2 avoided can be reduced from 56.6 $/t in the CaL-Oxy scheme to the range of 34.2-41.6 $/t in the CaL-CLHG scheme. Inconclusion,adopting the CaL-CLHG process for the decarbonization of existing cement plants presents a techno-economically feasibleoption.

  • 关键词

    钙循环化学链制氢水泥脱碳CO2捕集

  • KeyWords

    calcium looping;chemical looping hydrogen production;cement decarbonization;CO2 capture

  • 基金项目(Foundation)
    中国博士后科学基金面上资助项目(2024M752134);中国博士后科学基金特别资助项目(2024T170587)
  • DOI
  • 引用格式
    何松,王丹,郑雅文,等.耦合化学链制氢与钙循环过程实现水泥厂脱碳的系统性能评估[J].洁净煤技术,2024,30(12):180−191.
  • Citation
    HE Song, WANG Dan, ZHENG Yawen, et al. System assessment of integrating calcium looping and chemical looping hydrogen generation processes for cement plants decarbonization[J].Clean Coal Technology,2024,30(12):180−191.
  • 相关文章
  • 相关专题
  • 图表
    •  
    •  
    • 无碳捕集的水泥厂流程

    图(4) / 表(0)

相关问题
立即提问

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联