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《洁净煤技术》中青年科学家专刊

来源：洁净煤技术

专题来源于《洁净煤技术》2019年第3期

行业视野: 环境保护
类别; 123个
关键词; 131位
专家; 26篇
论文; 22014IP
点击量; 7664次
下载量

煤焦燃烧过程中细模态颗粒物的生成机理及研究进展

作者(Author)：刘思琪, 牛艳青, 温丽萍, 闫博康, 王登辉, 惠世恩

摘要：实现燃煤颗粒物(PM)污染排放控制必须深入了解颗粒物排放规律及生成机理。煤粉燃烧过程中产生飞灰颗粒粒径分布为粗模态，细模态和超细模态3种。与粗模态PM相比，细模态PM占比较大，其小粒径与富集性特点影响人体健康及大气环境。同时，相对于形成过程与机理相对成熟的超细模态PM，细模态PM形成机理及研究进展尚缺乏系统总结，抑制细模态PM排放存在困难。笔者分析了细模态PM的形成机理(焦炭颗粒的破碎、矿物质熔融聚合、外在矿物质破碎、表面灰粒的脱落)及主要影响因素，探讨了模拟研究进展并指出未来研究重点。煤灰PM粒径分布主要是焦炭颗粒破碎与矿物质聚合行为这2个因素相互竞争的结果。破碎行为使得细模态PM数量增多粒径减小，而矿物质聚合使得PM数量减小，有利于粗模态PM形成。影响PM形成的主要因素有孔隙结构、燃烧模式与焦炭粒径。孔隙率较高的煤胞型焦炭相较于其他结构焦炭更易发生破碎，产生更多细模态PM。增加温度与氧含量，降低粒径均有助于PM生成，但较高温度下灰粒的聚合可能导致粒径分布倾向于粗模态PM。破碎行为对焦炭燃烧特性模拟大致分为群体平衡模型和逾渗模型2类。基于细模态PM形成机理与影响因素，认为逾渗模型考虑了焦炭本身孔隙结构，更适于模拟焦炭破碎行为。本征动力学燃烧模型与逾渗模型的结合是准确预测灰颗粒粒径分布的关键，是下一步的研究重点。

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洁净煤技术

2019年第03期

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CaO基材料储能辅助燃煤电站碳捕集研究进展

作者(Author)：马张珂, 吴水木, 李英杰

摘要：化石燃料大规模燃烧产生的CO2加剧了温室效应，钙循环技术不仅能实现低能耗碳捕集，也是热化学储能的重要方法之一。为应对全球气候变暖问题，可再生能源大规模开发与利用，太阳能具有大规模工业应用的广阔前景。然而，太阳辐射具有间歇性，热化学储能技术应运而生。笔者介绍了燃煤电站CaO储能辅助碳捕集系统以及太阳能热发电站基于钙循环的高温储能技术，分析了煅烧条件、材料颗粒粒径等因素对CaO基材料循环储能性能的影响，并介绍了提高CaO基材料储能活性和稳定性的多种方法:用机械掺混、化学燃烧合成等方式制备CaO/Al2O3、CaO/MgO、CaO/SiO2多种复合储能材料。结果表明，燃煤电站CaO储能系统可提高发电效率、减少机组煤耗量、实现CO2减排;CaO/CaCO3高温热化学系统储能密度高达3.2 GJ/m3，储能循环稳定性高，能够实现能量长期无热损储存;惰性载体(Al2O3、MgO、SiO2)的加入可以提高CaO储热循环活性和稳定性。基于CaO基材料碳酸化/煅烧反应(钙循环)的高温热化学储能具有巨大应用前景。此外，分析了当前CaO基材料储能存在的问题以及研究难点，并对储能研究方向进行展望。目前CaO基材料储能循环活性降低，高效储能装置距离实际应用还有一定差距。CaO基储能材料制备应向高储能密度、高循环活性方向发展，整体发电效率提高是储能系统优化的关键。

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洁净煤技术

2019年第03期

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