光熱再添新玩法！900攝氏度高溫煅燒法制水泥
發(fā)布者：本網(wǎng)記者zoe | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊 | 0評(píng)論 | 9839查看 | 2017-09-26 18:19:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：水泥是目前全世界應(yīng)用最廣泛的建筑材料，其主要成分是氧化鈣（CaO），俗稱“生石灰”，通常制法是將天然石灰?guī)r（CaCO3）在高溫下煅燒即可分解而來（CaCO3+高溫=CaO+CO2↑）。而所謂“煅燒”則是指在900℃高溫下連續(xù)不斷進(jìn)行高耗能分解的過程，通常以燃燒煤炭或二次利用燃料（如廢舊輪胎提煉燃油、工業(yè)廢料和城市垃圾提取出的可燃物）為動(dòng)力。
日前，由歐盟支持的Solpart項(xiàng)目與法國國家科研中心CRNS合作，計(jì)劃開發(fā)出一種太陽能反應(yīng)器模型，用以分解石灰?guī)r生成氧化鈣（CaO）（生石灰）和二氧化碳（CO2），而加熱石灰石顆粒的熱量直接來自聚光反射鏡，無需任何導(dǎo)熱介質(zhì)。據(jù)悉，該研發(fā)項(xiàng)目于2016年初啟動(dòng)，將于2019年底結(jié)束。
據(jù)悉，該項(xiàng)目最大的挑戰(zhàn)就是太陽能反應(yīng)器的開發(fā)。目前，研究人員正在嘗試兩種不同的設(shè)計(jì)思路來開發(fā)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模（5-10kW）的反應(yīng)器模型，而且在根據(jù)不同溫度和顆粒直徑等條件來測量脫碳過程動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)并建模方面已經(jīng)取得了一些成績。
待實(shí)驗(yàn)室階段結(jié)束后，Solpart項(xiàng)目計(jì)劃在CRNS的日光爐里建造一個(gè)30kWth、含儲(chǔ)能系統(tǒng)的試驗(yàn)反應(yīng)器。鏡場將反射太陽光至位于集熱塔中心的反應(yīng)器上，將其中的石灰石顆粒加熱至900~950℃，并實(shí)現(xiàn)鍛燒分解。
圖：CRNS的日光爐
據(jù)了解，CRNS制造的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的反應(yīng)器為一種流化床反應(yīng)器，可以用于各種多相化學(xué)反應(yīng)。
而德國宇航中心DLR制造的反應(yīng)器模型則采用了回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)，反射鏡反射的太陽光將從圓柱形的反應(yīng)器側(cè)面直接進(jìn)入以加熱反應(yīng)器內(nèi)石灰石顆粒。
圖：德國宇航中心的回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)反應(yīng)器
基于對上述兩種設(shè)計(jì)思路反應(yīng)器的測量和模擬結(jié)果，年底前將決定將按照哪種設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)大來制造原型反應(yīng)器樣機(jī)。
圖：實(shí)驗(yàn)室階段和原型機(jī)階段的參數(shù)要求對比
新的反應(yīng)器樣機(jī)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，需要具備全天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行的能力，額定功率要達(dá)到30kWth，每小時(shí)將可生產(chǎn)30kgCaO；同時(shí)，樣機(jī)將配置16小時(shí)的儲(chǔ)熱單元，在沒有陽光的時(shí)候要繼續(xù)運(yùn)行，達(dá)到每小時(shí)生產(chǎn)10kgCaO的要求。
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