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焦炉煤气、通风瓦斯等低热值燃气的 CLC 利用

与利用其它常规转化技术相比，本技术方案主要具备以下技术优势及创新： (1) 利用 CLC 技术实现了低热值可燃气体的资源化利用。避免了随意燃烧放空造成的环境污染以及温室气体排放，有效地利用低热值可燃气体的反应热，实现其资源化利用。 (2) 利用 CLC 技术实现了低热值可燃气体的高效利用。在 CLC 中，燃料和空气的燃烧反应是分步进行的，减小了燃料与空气直接接触的传统燃烧过程的不可逆损失，实现了能量的梯级利用，提高了系统效率。此外，我们所搭建的 CLC装置为全球首台加压的双循环流化床实验装置，该装置的加压特点不仅有利于提高可燃性气体的转化速率，增大气体的处理量，减少反应器的体积，还有利于CO2 压缩成本，进一步提高系统效率。 (3) 利用 CLC 技术实现了低热值可燃气体的清洁利用。由于燃料和空气没有接触，而且反应器的温度比传统燃烧方式下的低，因而在空气反应器中没有热力型和快速型 NOx 的生成；而在燃料反应器中，由于燃料没有与空气接触，进行的是无焰“燃烧”，因而可以抑制燃料型 NOx 的生成。总之，采用 CLC 技术时可以避免各类 NOx 的生成，因此，利用 CLC 技术实现了低热值可燃气体的高效、清洁利用。 (4) 利用 CLC 技术实现了低热值可燃气体的 CO2 的内分离。用上述传统 CO2捕集技术进行 CO2 捕集时，会造成极大的能量损失，同时使系统效率降低 7-13%，而利用 CLC 技术进行低热值可燃气体转化时，可以在无任何能量损耗的情况下实现 CO2 的内分离，因此，利用 CLC 技术进行低热值的可燃气体转化，对于实现我国碳减排的目标有重要的意义。因此，以 CLC 技术为核心的低热值燃气的能量转化利用技术具有无可比拟的环境友好性，可以有效地利用低热值燃气的反应热，实现废气的资源化利用，从而实现环保效益和经济效益双丰收。这对实现我国“节能优先”的能源战略以及走可持续发展道路具有重要的现实意义。

西安交通大学 2021-04-11