流化床加压富氧燃烧捕集CO2的关键基础问题

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51736002
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    292.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Pressurized oxygen-fuel combustion is a new generation of CO2 capture technology with low energy consumption, as well as one of the most promising carbon capture technologies for commercial applications in coal-fired power plants. Depending on the topic of “solid fuel combustion and its pollution and emission reduction mechanisms” from the Guide to Key Programs of National Natural Science Foundation of China, the current project is proposed to focus on the following key research issues including “Effects of pressure and oxygen concentration on the evolution of carbon component”, “Combustion characteristics and process directional controls”, “Key equipment scale-up and system optimization & integration” and so on. By means of developing various research approaches including the reaction kinetic analysis of fluidization progress, molecular dynamics simulation, “turbulent gas - discrete particles/particle clusters + reaction” simulation etc., the project will emphatically study the pressurized, oxygen-enriched or carbon-rich combustion kinetics of coal particle/particle clusters, the combustion characteristics and the process control mechanisms in pressurized oxygen-enriched fluidized beds, and the integration and scale-up laws of above systems, to finally elaborate the evolution mechanisms of carbon component and the related control methods in the pressurized oxygen-enriched processes. The aim of this project is to develop the theories and methods for pressurized oxygen-enriched fluidized beds to efficiently capture CO2, and boost the frontier science theories and optimization methods of the new carbon capture technology. With more than 30 years of study experience in pressurized fluidized beds from the supporting institution and the solid research foundation in various dense gas-solid reaction systems, the proposer team is capable of acquiring the expected innovative achievements.
加压富氧燃烧是新一代的低能耗CO2捕集技术,也是最具工业化前景的燃煤电站碳捕集技术之一。本项目以“流化床加压富氧燃烧捕集CO2”为研究对象,拟围绕“碳组分演化的压力和氧浓度效应”、“燃烧特性与定向调控方法”、“关键装置放大与系统优化集成”等关键基础问题,在发展流态化反应动力学分析、分子动力学模拟、“湍流—离散颗粒团+化学反应”数值模拟等科学研究方法的基础上,重点开展煤颗粒/群的加压富氧燃烧动力学、流化床的加压富氧燃烧特性与定向调控机制、流化床加压富氧燃烧系统集成放大规律三方面研究内容,阐明流化床加压富氧燃烧过程中碳组分的演化机理和调控方法。本项目旨在发展高效、低能耗CO2捕集的流化床加压富氧燃烧理论与方法,促进新一代碳捕集技术前沿科学理论和设计优化方法的发展。依托单位具有30多年的加压流化床研究积累,申请团队在流化床等稠密气固反应系统的基础研究方面具有良好的基础,有望获得预期创新研究成果。

结项摘要

加压富氧燃烧作为新一代的低能耗CO2捕集技术,也是最具工业化前景的燃煤电站碳捕集技术之一,在运行效率、系统稳定性和经济性等方面具有突出优势。本项目以“流化床加压富氧燃烧捕集CO2”为研究对象,针对碳组分演化的压力和氧浓度效应不明、燃烧特性与定向调控方法研究不足、关键装置放大规律与系统优化集成方法不明等关键基础问题,重点开展煤颗粒群的加压富氧燃烧动力学、流化床的加压富氧燃烧特性与定向调控机制、流化床加压富氧燃烧系统集成放大规律三方面研究内容,阐明流化床加压富氧燃烧过程中碳组分的演化机理和调控方法。取得了以下进展: .建成了一套热输入30kW、压力0.4MPa的加压富氧燃烧实验装置,攻克了加压条件下的流态调控、物料循环、连续加料/排渣等关键技术,完成了实验室验证,出口干烟气CO2浓度达到90vol%以上,并获得了燃烧压力、气氛、氧浓度等对燃烧效率、成灰特性、污染物排放的影响规律。.揭示了煤加压富氧燃烧过程中的碳组分演化规律、CO2生成途径以及压力和O2浓度的影响机制,形成了加压富氧流化床燃烧的理论与方法,为低能耗捕集CO2提供理论依据与实验数据支撑。.建立了关键设备富氧循环流化床的放大设计准则,以及降低CO2捕集能耗的系统集成优化方法,结果显示系统净发电效率在约1MPa时达到最大,为加压流化床富氧燃烧大型工业示范装置的设计和运行提供了坚实的理论和基础数据。

项目成果

期刊论文数量(47)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
加压流化床煤富氧燃烧的CO_2生成特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈超;邵应娟;钟文琪;庞磊;龚正
  • 通讯作者:
    龚正
煤在加压流化床富氧燃烧条件下的碳转化规律
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-0505.2019.01.024
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    东南大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈超;邵应娟;钟文琪;庞磊;龚正
  • 通讯作者:
    龚正
Oxy-coal combustion in a 30 kW(th) pressurized fluidized bed: Effect of combustion pressure on combustion performance, pollutant emissions and desulfurization
30 kW(th)加压流化床中的富氧煤燃烧:燃烧压力对燃烧性能、污染物排放和脱硫的影响
  • DOI:
    10.1016/j.proci.2020.06.346
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Proceedings of the Combustion Institute
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Pang Lei;Shao Yingjuan;Zhong Wenqi;Liu Hao
  • 通讯作者:
    Liu Hao
Co-firing of coal and biomass in oxy-fuel fluidized bed for CO2 capture: A review of recent advances
在富氧流化床中共烧煤和生物质捕获二氧化碳:最新进展回顾
  • DOI:
    10.1016/j.cjche.2019.07.013
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Liu, Qinwen;Shi, Yan;Yu, Aibing
  • 通讯作者:
    Yu, Aibing
Particle shape effects on dynamic behaviors in a spouted bed: CFD-DEM study
颗粒形状对喷动床动态行为的影响:CFD-DEM 研究
  • DOI:
    10.1016/j.powtec.2019.07.099
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    POWDER TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Liu, Xuejiao;Gan, Jieqing;Yu, Aibing
  • 通讯作者:
    Yu, Aibing

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其他文献

Experimental Investigation on the Translational and Rotational Motion of Biomass Particle in a Spout-Fluid Bed
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  • 发表时间:
    2013-08
  • 期刊:
    International Journal of Chemical Reactor Engineering
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    张勇;钟文琪;金保昇
  • 通讯作者:
    金保昇
Three-dimensional DEM simulation on particle mixing characteristics of spout-fluid bed
喷动流化床颗粒混合特性三维DEM模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钟文琪;金保升;黄亚继;张勇;肖睿
  • 通讯作者:
    肖睿
加压高通量CFB上升管气固流动特性实验研究.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷上轶;金保昇;钟文琪;陆勇;张勇;王晓佳;邵应娟;刘浩
  • 通讯作者:
    刘浩
超临界二氧化碳垂直管内传热恶化数值模拟研究
  • DOI:
    10.11949/0438-1157.20211399
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪森林;李照志;邵应娟;钟文琪
  • 通讯作者:
    钟文琪
Spouting Characteristics of Wet Particles in a Conical-Cylindrical Spouted Bed
锥柱喷动床中湿颗粒的喷动特性
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.5b02742
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    徐惠斌;钟文琪;Aibing Yu;袁竹林
  • 通讯作者:
    袁竹林

其他文献

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煤炭分级转化耦合加压富氧燃烧捕集CO2的基础问题研究
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  • 项目类别:
    面上项目
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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