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光热再添新玩法!900摄氏度高温煅烧法制水泥

2017-9-26 18:19| 发布者: connie| 查看: 230| 评论: 0|原作者: 本网记者zoe|来自: CSPPLAZA光热发电网讯

  CSPPLAZA光热发电网讯:水泥是目前全世界应用最广泛的建筑材料,其主要成分是氧化钙(CaO),俗称“生石灰”,通常制法是将天然石灰岩(CaCO3)在高温下煅烧即可分解而来(CaCO3+高温=CaO+CO2↑)。而所谓“煅烧”则是指在900℃高温下连续不断进行高耗能分解的过程,通常以燃烧煤炭或二次利用燃料(如废旧轮胎提炼燃油、工业废料和城市垃圾提取出的可燃物)为动力。

  日前,由欧盟支持的Solpart项目与法国国家科研中心CRNS合作,计划开发出一种太阳能反应器模型,用以分解石灰岩生成氧化钙(CaO)(生石灰)和二氧化碳(CO2),而加热石灰石颗粒的热量直接来自聚光反射镜,无需任何导热介质。据悉,该研发项目于2016年初启动,将于2019年底结束。

  据悉,该项目最大的挑战就是太阳能反应器的开发。目前,研究人员正在尝试两种不同的设计思路来开发实验室规模(5-10kW)的反应器模型,而且在根据不同温度和颗粒直径等条件来测量脱碳过程动力学数据并建模方面已经取得了一些成绩。

  待实验室阶段结束后,Solpart项目计划在CRNS的日光炉里建造一个30kWth、含储能系统的试验反应器。镜场将反射太阳光至位于集热塔中心的反应器上,将其中的石灰石颗粒加热至900~950℃,并实现锻烧分解。

图:CRNS的日光炉

  据了解,CRNS制造的实验室规模的反应器为一种流化床反应器,可以用于各种多相化学反应。

  而德国宇航中心DLR制造的反应器模型则采用了回转窑设计,反射镜反射的太阳光将从圆柱形的反应器侧面直接进入以加热反应器内石灰石颗粒。

图:德国宇航中心的回转窑设计反应器

  基于对上述两种设计思路反应器的测量和模拟结果,年底前将决定将按照哪种设计进行扩大来制造原型反应器样机。

图:实验室阶段和原型机阶段的参数要求对比

  新的反应器样机规模将进一步扩大,需要具备全天24小时连续运行的能力,额定功率要达到30kWth,每小时将可生产30kgCaO;同时,样机将配置16小时的储热单元,在没有阳光的时候要继续运行,达到每小时生产10kgCaO的要求。

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