煤炭地下气化耦合二氧化碳封存为煤炭行业实现“碳达峰”“碳中和”目标提供了新的途径。然而超临界二氧化碳封存扰动下烧变煤体力学性质损伤可能引起隔离煤柱失稳,易诱发二氧化碳泄露风险甚至造成工程失败。针对目前缺乏超临界二氧化...煤炭地下气化耦合二氧化碳封存为煤炭行业实现“碳达峰”“碳中和”目标提供了新的途径。然而超临界二氧化碳封存扰动下烧变煤体力学性质损伤可能引起隔离煤柱失稳,易诱发二氧化碳泄露风险甚至造成工程失败。针对目前缺乏超临界二氧化碳对烧变煤力学性质影响的研究,以长焰煤为研究对象,利用自制的超临界二氧化碳饱和增压装置,开展了烧变长焰煤的超临界二氧化碳浸泡力学试验。研究结果表明:①随着温度的升高和超临界二氧化碳浸泡时间增加,烧变煤样的单轴抗压强度减小,温度对烧变煤样单轴抗压强度影响更大;②超临界二氧化碳浸泡时间与温度使烧变煤样弹性模量降低,两者与弹性模量总体呈负相关关系,烧变煤样弹性模量对温度影响更为敏感;③烧变煤样抗拉强度随着温度以及超临界CO_(2)浸泡时间的增加而减弱,温度作用下烧变煤样抗拉强度变化更为剧烈。结合力学试验数据,建立了温度、浸泡时间和烧变煤样抗压强度、弹性模量、抗拉强度的关系函数,并利用XRD(X-RayDiffraction)与SEM(Scanning Electron Microscope)揭示了超临界二氧化碳浸泡作用下烧变长焰煤弱化机理。展开更多
二氧化碳储能(carbon dioxide energy storage,CES)是一种兼具储能效率高、地理适配性高、安全环保的新型压缩气体储能技术,受到业内广泛关注。该文提出一种耦合聚光式光热利用的超临界二氧化碳储能发电系统(supercritical carbon dioxi...二氧化碳储能(carbon dioxide energy storage,CES)是一种兼具储能效率高、地理适配性高、安全环保的新型压缩气体储能技术,受到业内广泛关注。该文提出一种耦合聚光式光热利用的超临界二氧化碳储能发电系统(supercritical carbon dioxide energy storage-concentrated solar thermal power,SCES-CSTP)和采用分流再压缩、两级回热的改进系统(supercritical carbon dioxide energy storage-concentrated solar thermal power+split compression,SCES-CSTP+SC),探索了光热熔融盐单元与超临界二氧化碳储能的互补优势。研究发现,提高储能压力比和加热温度可以提高储能效率和储能密度,但储能压力比存在最佳值;优化后的SCES-CSTP系统在储能压力比为4.0,加热温度为773.15 K时,储能效率、电-电效率分别为72.37%和432.9%,储能密度为12.94 kW·h/m^(3),(火用)效率为74.4%。SCES-CSTP+SC系统显著增强了回热器传热和系统性能,优选出最佳分流比为0.15和加热温度713.15 K时储能效率最高为75.51%,总(火用)损降低至526.62 kW,(火用)效率提升至77.7%。结果表明,光热对超临界CO_(2)储能系统性能提升具有积极影响。展开更多
文摘煤炭地下气化耦合二氧化碳封存为煤炭行业实现“碳达峰”“碳中和”目标提供了新的途径。然而超临界二氧化碳封存扰动下烧变煤体力学性质损伤可能引起隔离煤柱失稳,易诱发二氧化碳泄露风险甚至造成工程失败。针对目前缺乏超临界二氧化碳对烧变煤力学性质影响的研究,以长焰煤为研究对象,利用自制的超临界二氧化碳饱和增压装置,开展了烧变长焰煤的超临界二氧化碳浸泡力学试验。研究结果表明:①随着温度的升高和超临界二氧化碳浸泡时间增加,烧变煤样的单轴抗压强度减小,温度对烧变煤样单轴抗压强度影响更大;②超临界二氧化碳浸泡时间与温度使烧变煤样弹性模量降低,两者与弹性模量总体呈负相关关系,烧变煤样弹性模量对温度影响更为敏感;③烧变煤样抗拉强度随着温度以及超临界CO_(2)浸泡时间的增加而减弱,温度作用下烧变煤样抗拉强度变化更为剧烈。结合力学试验数据,建立了温度、浸泡时间和烧变煤样抗压强度、弹性模量、抗拉强度的关系函数,并利用XRD(X-RayDiffraction)与SEM(Scanning Electron Microscope)揭示了超临界二氧化碳浸泡作用下烧变长焰煤弱化机理。
文摘二氧化碳储能(carbon dioxide energy storage,CES)是一种兼具储能效率高、地理适配性高、安全环保的新型压缩气体储能技术,受到业内广泛关注。该文提出一种耦合聚光式光热利用的超临界二氧化碳储能发电系统(supercritical carbon dioxide energy storage-concentrated solar thermal power,SCES-CSTP)和采用分流再压缩、两级回热的改进系统(supercritical carbon dioxide energy storage-concentrated solar thermal power+split compression,SCES-CSTP+SC),探索了光热熔融盐单元与超临界二氧化碳储能的互补优势。研究发现,提高储能压力比和加热温度可以提高储能效率和储能密度,但储能压力比存在最佳值;优化后的SCES-CSTP系统在储能压力比为4.0,加热温度为773.15 K时,储能效率、电-电效率分别为72.37%和432.9%,储能密度为12.94 kW·h/m^(3),(火用)效率为74.4%。SCES-CSTP+SC系统显著增强了回热器传热和系统性能,优选出最佳分流比为0.15和加热温度713.15 K时储能效率最高为75.51%,总(火用)损降低至526.62 kW,(火用)效率提升至77.7%。结果表明,光热对超临界CO_(2)储能系统性能提升具有积极影响。
