web前端-基于OCCSS系统的脱灰煤热解过程中硫变迁的实验研究.pdf
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2022-06-21
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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
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第一章 绪 论
1.1 课题来源
本课题来源于国家自然科学基金重点项目：煤基固体燃料 O
2
/H
2
O 燃烧关键基
础问题的研究。
本课题旨为基于脱灰煤直接燃烧的 OCCSS（oxy-coal combustion steam system
of near-zero emissions）发电系统展开基础研究，主要研究原煤和脱灰煤在较高温度
热解条件下硫变迁规律，关注热解温度及脱灰对高温热解过程中硫变迁的影响。
1.2 课题研究背景和意义
我国是世界最大的煤炭生产和消费国，也是以煤为主要一次能源的经济大国，
然而，煤在利用过程中会排放大量颗粒物 PM、SOx、NOx、CO 和痕量金属等污染
物，造成环境污染，严重危害人类身体健康
[
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。而且，由于全球气温上升，大气中
CO
2
浓度升高，引起人们对 CO
2
等温室气体排放的高度重视。因而，煤 零排放发电
技术的研究得以广泛展开，特别是 CO
2
减排目标提出后
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2
]
。
富氧燃烧技术被认为是具有广阔前景的 CO
2
减排技术之一，此技术通过空分
分离出纯氧，与尾部循环烟气混合，炉膛内煤粉在 O
2
/CO
2
条件下燃烧，在尾部形
成高浓度的 CO
2
（大于 85%）， 从而实现高浓度 CO
2
低成本捕集和封存。目前，国
际上已经开展了第三代富氧燃烧技术-Oxy-steam 燃烧技术
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]
，通过使用蒸汽调节
火焰温度替代原来的 CO
2
调节，能够在很大程度上缩小发电系统尺寸，使耗能大
幅度降低，因此具有广阔的发展前景。
根据中国以煤为主的能源结构，孙绍增等
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]
提出了煤基燃料-氧-水蒸气燃烧的
近零排放发电系统（Oxy-coal combustion steam system of near-zero emissions，简称
OCCSS）的概念：原煤经过去矿物质，即脱灰的预处理得到超净煤，在高压燃烧室
纯氧混合水蒸气条件下燃烧，此系统将逐级喷入燃烧室内的水直接加热成高温高
压混合气体（最终水蒸气浓度 90%左右，其余以 CO
2
为主），推动先进的透平做功，
排气冷凝后得到液态水和高浓度 CO
2
，实现 CO
2
低成本捕集。图 1-1 为 OCCSS 系
统原理图。
OCCSS 采用加压 O
2
/H
2
O 燃烧，着火和燃烧过程具有高温、高压、高氧浓度、
高水蒸气浓度的特点，即“四高”条件；水蒸气既调节火焰温度，又参与燃烧反应，
在 OCCSS 系统中还是做功工质；脱灰煤由于基本不含可生成灰分的矿物质，其着
火、燃烧和污染物生成特性将发生很大变化。
万方数据
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