煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术
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2024年度陕西省科技支配项目申报指南本次发布的科技支配申报指南包括:陕西科技统筹创新工程支配和陕西省科学探讨发展支配,指南内容如下:陕西科技统筹创新工程支配一、重点产业创新链依据“围绕产业链部署创新链”的总体思路,结合全省重点产业规划和布局,凝炼煤化工、石油自然气化工等重点产业创新链,以攻克产业发展中的重大技术难题或解决产业发展中的重大技术需求为目标,部署创新工作。
(一)重点方向工业领域1.煤化工产业(1)低变质煤中低温热解关键技术示范及产业化(2)低变质烟煤的分质利用和能量的梯级利用技术(3)粉煤及粉煤中低温热解固体产物半焦的综合利用(4)煤合成自然气技术(5)中低温煤焦油的高效回收和深加工利用(6)煤制油关键技术(7)煤基合成化学品的生产技术和应用的探讨(8)氯碱化工精细化学品生产技术和应用的探讨(9)煤化工工业示范装置关键技术产业化(10)超临界水煤气化制氢耦合发电技术2.石油自然气化工产业(1)炼厂副产烃类提取转化关键技术开发(2)丙烯下游产品开发制备关键技术(3)甲醇下游产品开发制备关键技术(4)石油自然气芳烃类下游产品开发制备关键技术(5)丙烯酸及酯类化合物合成关键技术(6)自然气干脆转化利用关键技术(7)丙烯干脆氧气环氧化合成环氧丙烷关键技术产业化(8)低表面能氟硅聚合物的制备技术及应用(9)含氟液晶中间体的探讨开发(10)国Ⅴ标准干净油品生产关键技术开发及产业化3.新能源汽车产业(1)纯电动汽车关键技术研发(2)插电式混合动力汽车关键技术研发(3)燃料电池汽车关键技术研发(4)自然气(CNG、LNG)汽车关键技术(5)HPDI LNG重卡关键技术(6)替代能源汽车关键技术(7)新能源汽车电子领域关键技术研发及产业化(8)动力与储能电池研发(9)电动汽车平安性关键技术研发(10)电动汽车复合制动技术研发4.软件产业(1)智能终端操作系统等核心软件研发(2)支持具有自主学问产权的移动互联网软件研发,如中间件及大型应用(3)煤炭、石油、电力、通信等领域装备智能化嵌入式软件研发(4)移动电子商务标准研发(5)电子商务平台中智能搜寻引擎等核心技术研发(6)移动互联网中隐私爱护关键技术研发(7)才智政务、才智交通、才智公共平安、才智教化等大型才智应用(8)基于移动终端的云服务关键技术应用示范(9)移动互联网络平安认证及平安应用中关键技术(10)移动互联网恶意程序监控防治系统部署方案及关键技术5.集成电路产业(1)4G移动通信芯片及支持现有4G标准的SOC芯片(2)面对高端SOC芯片的高速接口和高效限制IP核研发(3)平面显示器配套集成电路开发(4)绿色节能电源管理芯片、专用智能计量芯片、电子安防芯片的研发(5)大功率MOSFET和IGBT器件设计及生产(6)驱动组网限制LED才智照明SOC芯片开发(7)基于GPS/北斗的卫星导航SOC芯片研发及产业化(8)基于互联网应用的超低功耗智能传感芯片、基于物联网应用的超低功耗射频可编程芯片系统研发(9)高速大容量存储技术研发及相关产品设计(10)模拟、数模混合、MEMS、高压电路、GeSi等特色工艺开发(11)高密度小体积封装和3D封装工艺技术6.航空、航天及位置服务产业(1)先进通用飞机设计及发动机关键技术(2)先进通用飞机机载设备及航电关键技术(3)通用飞机地面导航设备(4)高精度天线等核心组件,以及导航传感一体化核心部器件研发(5)室内外定位融合服务平台及终端设备研发(6)兼容型北斗导航终端、北斗高精度授时设备及其组件的研发及产业化(7)高辨别率高光谱遥感图像处理与应用、遥感一体化综合处理和分发应用等关键技术研发(8)面对深空探测应用的抗辐射集成电路芯片7.新材料产业(1)高效钼精矿焙烧关键技术及装备探讨(2)高品质二硫化钼制备技术探讨及产业化(3)高性能钼及钼合金的制备关键技术及产业化(4)宽幅钼及钼合金板片材产业化(宽度≥600mm)(5)高性能低氧TZM合金制备及产业化(D含量低于200PPa,拉拉强度高于710MPa)(6)钼酸铵制备过程清洁生产技术探讨及产业化(7)石煤钒矿中的钒、碳的高效富集技术探讨(8)矿湿法冶金过程中的废水综合治理及清洁生产(9)高纯金属钒制备工艺探讨及产业化(10)氮化钒制备高效关键技术的研发(11)大尺寸电子级超导磁控直拉法单晶硅制备关键技术及装备(12)高端金属镁产品研发及产业化8.城市轨道交通产业(1)机车电气限制装置、变流装置、传感器、轮对、转向架等机车车辆配件(2)轨道交通装备整机技术(3)轨道交通装备驱动系统技术(混合动力轨道交通装备技术,快速轨道车辆装备技术)(4)轨道交通装备牵引与限制系统关键技术(5)机车车辆网络限制关键技术(6)钢轨的探伤、打磨、检测技术(7)轨道交通线路建设及运维起重、作业装置、状态检测关键技术(8)地下轨道勘察与设计技术(9)地下轨道交通空间信息化施工关键技术(10)地下轨道交通运营维护的自动化监测技术与设备9.现代服务业产业(1)基于大数据应用的综合健康服务平台研发及应用示范(2)基于云计算与移动互联网的微小型电子商务群运营服务平台研发与应用(3)健康服务网络平台关键技术研发与应用示范(4)面对公众财宝管理的移动互联网金融服务平台研发及应用示范(5)现代服务业共性关键技术支撑体系研发与应用示范(6)科技金融合作服务平台研发及应用。
电力建设的“五新”技术1.火电超临界或超超临界机组发电技术2.循环硫化床发电技术3.水电、大容量、高参数、巨型发电技术4.智能电网设备研发及产业化系统设计技术5.大规模储能技术6.煤气化多联产发电技术7.生物质发电技术8.风电并网技术9.分布式能源技术10.风光储综合式能源技术11.冷热联供技术12.电力生产相衔接的循环经济生产体系13.减排监测装备技术14.余热余压利用和节能技术15.风电主轴轴承等关键零部件制造技术16.大功率陆地和海洋风电装备技术17.太阳能光电,光热能换效率技术18.光伏电池、平板集热器及组件生产装备的制造能力19.压缩机、电机和变频控制系统的设计和制造技术20.使用400MPa及以上髙强钢筋等节能高效钢材力争到2015年使用比重超过60%21.仔能环保建筑构件,工程预制件及保温、隔热、隔音、防水、防火、抗震等功能的新型建筑材料及制品。
22.火力发电大型辅机小汽轮机驱动技术23.汽轮机通流部分现代化改造24.汽轮机汽封改造25.燃煤锅炉气化微油点火技术26.燃煤锅炉等离子煤粉点火技术27.凝汽器螺旋纽带除垢装置技术28.中央空调智能控制技术29.电除尘器卩能提效控制技术30.纯凝汽轮机组改造实现热电联产技术31.电站锅炉空气预热器柔性接触式密封技术32.锅炉智能吹灰优化与在线结焦预警系统技术33.电站锅炉用邻机蒸汽加热启动技术34.脱硫岛烟气余热回收及风机运行优化技术35.吸收式换热的热电联产集中供热技术36.汽轮机组在线诊断及控制技术37.火电厂烟气余热深度回收技术38.火电厂凝汽器冷却水管洁净技术39.高压变频调速技术40.配电网全网无功优化及协调控制技术41.新型节能导线应用技术42.过程能耗管控系统技术43.海水淡化技术44.火电三塔合一技术45.火电侧煤仓技术46.设备模块化集成技术47.控制系统总线技术48.预制构件装配式施工技术49.工厂化加工技术50.电缆、小口径管深化设计技术51.电站深度调试技术52.炉顶密封优化技术汽机(含小机)本体保温优化技术。
煤炭超临界水气化反应动力学实验及数值模拟研究煤炭超临界水气化反应动力学实验及数值模拟研究是一个涉及化学、物理和工程热力学等领域的研究课题。
该研究旨在深入了解超临界水环境下煤炭气化反应的机理和动力学特性,为优化煤炭超临界水气化技术提供理论支持和实践指导。
实验部分通常包括以下几个步骤:
1. 实验装置搭建:建立一个能够模拟超临界水环境的实验装置,包括反应器、加热系统、压力控制系统等。
2. 实验材料准备:选择合适的煤炭样品,进行破碎、筛分和干燥等预处理,以便后续实验使用。
3. 实验操作:在设定的温度、压力等条件下,将煤炭加入反应器中,观察并记录气化反应过程中的各项参数,如温度、压力、气体产物组成等。
4. 数据处理与分析:对实验数据进行整理、分析和拟合,提取有关反应速率常数、活化能等动力学参数的信息。
数值模拟部分则借助计算流体动力学(CFD)等数值模拟方法,对超临界水气化反应过程进行模拟和分析。
通过建立数学模型和数值算法,对反应器内的流动、传热、传质等物理过程进行模拟,预测反应过程的动力学行为和产物分布。
该研究具有重要的理论意义和应用价值。
通过实验和数值模拟,可以深入了解超临界水气化反应的动力学特性,为优化煤炭超临界水气化技术提供理论支持。
此外,该研究还可为其他涉及超临界流体应
用的领域提供借鉴和参考,如生物质转化、化学反应工程等。
华能天津IGCC技术创新路向何方“我们的机组排放,粉尘小于0.6毫克/立方米,二氧化硫小于0.9毫克/立方米,氮氧化物小于50毫克/立方米,好于或接近燃气发电国家排放标准,而且氮氧化物仍有进一步降低的空间。
”6月24日,在位于天津的华能IGCC电厂,该厂副总经理兼总工程师张旭对记者说。
IGCC(整体煤气化联合循环发电系统)因发电效率高、污染物排放低的优点早已在世界范围内被公认,但目前IGCC面临着共同的发展困境,一是部分技术和工艺还需要进一步优化和完善,二是建设、运营成本高,几乎难以实现赢利,世界上大部分IGCC电厂都处于亏损状态。
华能IGCC电厂之所以叫“示范工程”,目的也是通过对IGCC技术的探索和验证,摸索经验,最终实现商业化运营,达到可推广、可复制的目的。
该厂总装机容量26.5万千瓦,2012年11月试运行,是中国第一座、世界第六座已投产的大型煤基IGCC电站。
这项目前在国际上被验证的、能够工业化的、最具发展前景的清洁高效煤电技术在我国到底发展到了何种地步,记者走进IGCC,一探究竟。
IGCC是什么,为什么要搞IGCC?IGCC不同于常规燃煤电站之处在于,它是将煤经过气化产生合成煤气(主要成分是一氧化碳和氢气),经除尘、水洗、脱硫等净化处理后,洁净煤气到燃气轮机燃烧驱动燃气轮机发电,燃机的高温排气在余热锅炉中产生蒸汽,驱动汽轮机发电。
从1984年美国冷水电厂10万千瓦的IGCC技术验证成功开始算起,IGCC的发展已经有30年的历史了。
其间,美国、欧洲和日本都开发了各自的IGCC技术。
在中国之前,全球已经有五座投入运营的IGCC电厂。
IGCC被普遍认为是一种很有前景的洁净煤发电技术。
即使在几乎完全依靠进口煤炭的日本,也于2007年9月建成了25万千瓦的IGCC商业示范项目,并正将其技术在澳大利亚等国外市场推广。
IGCC电站的成本高是公认事实,但也有业内人士旗帜鲜明地指出,如果因为成本高而不去建设,它的成本就永远不可能降下来,特别是对于70%的一次能源消费要依靠煤炭的中国而言,IGCC是必须重视的技术方向。
煤炭煤气化技术及其在清洁能源转型中的应用前景随着全球能源需求的不断增长,传统能源资源的供应逐渐面临枯竭的局面,清洁能源的开发和利用成为全球能源领域的重要课题。
煤炭煤气化技术作为一种重要的清洁能源转型技术,具有广阔的应用前景。
本文将探讨煤炭煤气化技术的原理、优势以及在清洁能源转型中的应用前景。
一、煤炭煤气化技术的原理和优势煤炭煤气化技术是利用高温和高压条件下,将煤炭转化为合成气的一种技术。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成,可以作为燃料或化工原料使用。
煤炭煤气化技术的原理是通过煤炭与氧气和水蒸气反应,生成一氧化碳和氢气。
该过程中,煤炭中的硫、氮等杂质被有效去除,从而减少了燃烧过程中产生的污染物排放。
煤炭煤气化技术具有以下优势:1. 资源丰富:全球煤炭资源储量丰富,煤炭作为一种主要能源资源,具有广泛的应用前景。
2. 清洁高效:煤炭煤气化过程中,煤炭中的硫、氮等污染物被有效去除,大大减少了燃烧过程中的污染物排放。
同时,煤炭煤气化技术具有高效能转化率,能够充分利用煤炭资源。
3. 多元化应用:合成气可以作为燃料用于发电、供热等领域,也可以作为化工原料用于合成液体燃料、化肥等领域,具有多元化的应用前景。
二、煤炭煤气化技术在清洁能源转型中的应用前景1. 清洁电力生产:煤炭煤气化技术可以将煤炭转化为合成气,再通过合成气发电技术,将合成气燃烧产生的热能转化为电能。
相比传统的燃煤发电技术,煤炭煤气化发电技术能够大大减少燃煤过程中产生的污染物排放,实现清洁电力生产。
2. 氢能源开发:合成气中含有丰富的氢气,可以作为氢能源的重要来源。
利用煤炭煤气化技术生产合成气,再通过气体分离技术提取氢气,可以为氢能源的开发提供可靠的供应。
3. 合成液体燃料生产:煤炭煤气化技术可以将合成气转化为合成液体燃料,如合成柴油、合成汽油等。
这些合成液体燃料可以替代传统石油燃料,减少对石油资源的依赖,实现清洁能源的替代。
4. 化工原料生产:合成气中的一氧化碳可以用于合成化工原料,如合成甲醇、合成氨等。
‘超临界水蒸煤’概述及解释说明1. 引言1.1 概述在能源领域,煤炭被广泛使用并持续为人们的生活和工业发展提供着稳定可靠的能源来源。
然而,传统的燃煤过程中存在一系列环境和能源效率问题,如高排放量、低能源利用率等。
因此,如何提高煤炭利用效率、减少污染排放成为了当前工业界和学术界所面临的重要问题。
超临界水蒸煤技术作为一种创新性的解决方案逐渐引起了广泛关注。
这种技术是通过将水蒸气置于超临界状态下与煤直接接触反应,实现对煤中有机组分的高效提取和转化,同时具备清洁高效、资源可持续利用等特点。
1.2 文章结构本文旨在全面概述和解释超临界水蒸煤技术。
文章结构主要分为五个部分:引言部分将对文章整体进行概述;定义与特点部分将详细解释超临界水蒸煤技术及其相关特性;应用领域分析将介绍该技术在燃料化工领域和热能利用领域中的具体应用,并探讨其他领域中的潜在应用;技术发展现状与挑战分析将总结目前该技术的研究进展,并指出所面临的挑战和难题,同时提供相应的解决方案和前景展望;结论与未来展望部分将对全文进行总结概括,同时提出对超临界水蒸煤技术未来发展的建议。
1.3 目的本文旨在深入探索超临界水蒸煤技术,以促进对该技术的更全面理解。
通过对其定义、特点以及应用领域进行分析,可以为相关工业发展和政策制定提供科学依据。
此外,对超临界水蒸煤技术当前发展情况及面临挑战的综合分析,有助于优化解决方案并为未来该技术的进一步发展提供建议。
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2. 超临界水蒸煤的定义与特点2.1 超临界条件下的水蒸气超临界条件是指物质在高于其临界温度和临界压力的情况下存在的状态。
对于水蒸气来说,超临界条件就是指高于374摄氏度和22.1 MPa(兆帕)的温度和压力。
在这种条件下,水不再以液态或气态的形式存在,而是处于介于两者之间的状态。
2.2 超临界水蒸煤的概念及意义超临界水蒸煤是指将煤在高温高压的超临界水环境中进行氧化反应,产生合成气和其他有用化学品。
煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术
我国以煤为主的能源结构短期内不会改变,现有燃煤发电技术主要利用煤炭在空气中的燃烧放热,将煤炭化学能转化为热能加热水-蒸汽用于做功-发电;常规煤气化技术主要利用煤炭在空气中的部分氧化-气化反应制取合成气。
上述两类转化利用过程中煤的能量品质损耗大,且不可避免地生成大量SOx、NOx、固体颗粒物、重金属污染物及低浓度温室气体等,减排成本高,急需研发一种全新的煤炭清洁高效发电及转化利用技术,解决我国可持续发展面临的能源短缺和环境污染两个重大难题。
“煤炭超临界水气化制氢发电”的技术原理
图1超临界水煤气化制氢发电原理图
AA交通大学动力工程多相流国家重点实验室独创性地提出一种以水相环境煤气化为核心的新型煤制氢及发电理论与技术[1],它利用水在超临界状态(温度和压力达到或超过临界点374.3℃/22.1MPa)下一系列独特的物理化学性质,将超临界水用作煤气化的均相、高速反应媒介,将煤中的氢、碳元素气化转化成为H2和CO2,并将部分水分解为氢气,从而实现煤的高效、洁净转化利用(图1)。
过程中煤里所含的N、S、金属元素及各种无机矿物质在反应器内净化沉积于底部以灰渣形式间隙排出反应器;已溶解有H2和CO2等气体的超临界混合工质离开气化反应器后可以供热、供蒸汽并分离得到高纯H2和CO2等产品,也可以将其中的H2等可燃气体燃烧放热后生成H2O和CO2超临界混合工质引入轮机直接做功带动发电机发电。
在获得清洁能源H2和电的同时,从源头上实现NOx、SOx的零排放和CO2的资源化利用,其发电和制氢效率远高于传统燃煤或煤气化技术,而一次投资和运行成本在大型化后也将低于传统技术。