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焦爐煤氣、通風瓦斯等低熱值燃氣的 CLC 利用

與利用其它常規轉化技術相比，本技術方案主要具備以下技術優勢及創新： (1) 利用 CLC 技術實現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，實現其資源化利用。 (2) 利用 CLC 技術實現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燃燒過程的不可逆損失，實現了能量的梯級利用，提高了系統效率。此外，我們所搭建的 CLC裝置為全球首臺加壓的雙循環流化床實驗裝置，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，進一步提高系統效率。 (3) 利用 CLC 技術實現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 技術實現了低熱值可燃氣體的高效、清潔利用。 (4) 利用 CLC 技術實現了低熱值可燃氣體的 CO2 的內分離。用上述傳統 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 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境友好性，可以有效地利用低熱值燃氣的反應熱，實現廢氣的資源化利用，從而實現環保效益和經濟效益雙豐收。這對實現我國“節能優先”的能源戰略以及走可持續發展道路具有重要的現實意義。

西安交通大學 2021-04-11

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