自財團法人中興具程頗闇社 SINOTECH ENGINEERING CONSU LTANTS.INC 中興工程, 第 1 24 期 20 1 4 年 7 月. PP. 111-119 http ://www. s ino t ech.org. tw/journa l/ 化學迴路技術發展概況與展望 彭鏡禹 * 摘要 因燃燒所造成的二氧化磁排放量, 對於引發全球溫室效應佔有相當關鏈的比重 為有效達成排 放滅量之目標, 世界各團莫不積極投入二氧化碳捕獲技術之研發 然而目前研發中之按術例如化學 吸收 物理吸附及純氧燃燒等, 理論上昀具有優良的破捕獲能力, 但所需的成本高 能源耗損量 大, 是亟待努力克服之瓶頸 化學迴路乃新興的燃燒按 f 前, 兼真高能源效率 低污染排放及低成本 捕獲二氧化碳之技術潛力, 近年來逐漸獲得國際之重視並積極投入研鞋 化學迴路研龍之主要內容 包含. ( 1 ) 反應系統.高轉化效率的反應系統之設計與操作按術 ; (2) 氧體 : 高供氧能力 機 械強度 低衰退 環保與低成本的氧體配方研究與製備技術 本文除了針對上述兩項重點摘要介紹興分析目前國際投入規模較大單位在固態燃料之測試發展現 j 兄, 同時說明我國工業投術研究院在化學迴路技術的研發近沮與未來展望 關鏈字 : 化學迴路 二氧化磁排放 二氧化磁捕獲 鼓氧體 溫室效應 供氧能力 一 前 言 能源均相當高, 在成本瓶頸未有效突破前, 技術 不易被廣泛的應用 因燃燒所造成的二氧化碳之排放量在全球溫室效應佔有關鍵性之比重, 為有效達成二氧化碳排放減量之目標, 世界各國均積極投入發展二氧化碳捕獲技術 傳統的燃燒技術必須將空氣與燃料混合在一起燃燒, 燃燒後之煙氣由於含有大量氮氣, 因此二氧化碳濃度偏低, 約僅 1O ~15% 必須利用碳捕獲技術, 將低濃度的二氧化碳從煙氣分離出來以降低其排放量 目前研發中較成熟之二氧化碳捕獲技術 ' 主要分為兩大類, (1) 燃燒前捕獲, 例如純氧燃燒 (2) 燃燒後捕獲, 例如化學吸收 物理吸收等技術 上述技 有別於傳統以空氣或氧氣作為助燃劑的燃燒方法, 化學迴路乃創新的燃燒技術 ' 其理論架構如圖 l 所示 利用金屬氧化物作為氧體, 提供氧原子在還原反應器內與燃料燃燒, 由於沒有氮氣存在, 產生的幾乎全部為二氧化碳與水蒸汽 水蒸汽冷凝後, 即得到高純度的二氧化碳, 可加以封存或再利用, 此稱為氧體的還原反應 ( Reduction ) 被還原的氧體被送入另一空氣反應器與空氣混合燃燒, 而被氧化回原來的氧化狀態同時產生能源, 此稱為氧體的氧化反應 ( Oxidation ) 氧體可在兩反應器間不斷的循 術理論上均具有優良的碳捕獲能力, 然而以純氧 環進行還原 - 氧化反應 (Redox), 形成化學迴路 燃燒起例, 需投入約系統產出能源之 23~37% 燃燒 ( Chemical Looping Combustion, CLP) 反應 來分離空氣中的氮氣與氧氣 (Elwell et 此, 2006) 上述技術所需投入的設備成本及耗費的 理論上, 由於燃燒時沒有大量氮氣稀釋, 而 且氧體在各反應器問反應之操作溫度均相當接 * 工業技術研究院綠能與環境研究所研究員 111
中興工程.第 1 24 期 20 1 4 年 7 月 PP. 11 1-119 http ://www. sinotech. org.tw/ journal/ 自財團法人 tf~.x.. 程頗閉社 近, 較不會浪費有效功 (Exergy), 因此化學迴 化學迴路技術研發之主要內容包含 (1) 路技術具有以下優勢 (1) 能源效率較傳統的燃燒或氣化技術高 ( 彭鏡禹, 2012) (2) 高純度二氧化碳在還原反應器自然產出, 無須額外的碳捕獲成本 (3) 還原 - 氧化反應溫度通常在 10000C 以下, 不易發生熱氮氧化物現象 (Thermal NOx), 可大幅降低氮氧化物之排放 化學迴路技術如能發展成功, 將極有可能取代未來的燃燒系統, 不但能降低能源成本, 且提高能源效率及環保效益 美國能源部因此評估化學迴路技術是目前最具前瞻 宜的二氧化碳捕獲技術 ( Figueroa 高轉化效率的反應系統之設計與操作技術 ; (2) 高供氧能力 機械強度 低衰退 環保與低成本的氧體配方研究與製備技術 本文除了針對上述兩項重點摘要介紹並分析目前國際投入規模較大單位在處理固態燃料方面之發展概況, 同時將說明我國工業技術研究院在化學迴路技術的研發近況與未來展望 二 國際重要研發現況 et al., 2008 ) 表 l 顯示, 為目前國際投入規模較大之研發 生產能源 : 電 熱 N 2 O 2 冷凝水蒸汽 捕獲高濃度 CO 2 CO 2 H 2 0 單位以煤炭為進料的發展概況 在反應系統方面, 主要可分為流體化床及移動床兩種系統, 最早投入化學迴路流體化床系統之研發單位為 Chalmers 大學, 最大系統規模 100 kwth ' 最大的流體化床系統則是德國 Darmstadt 大學的 1 MW 系統 至於移動床部分則是美國 Ohio 州立大學 (OSU), 包括 25 kw 氣態燃料 25 kw 固態燃 企 空氣 圖 1 燃料 化學迴路技術架構圖 料兩套實驗室先導級系統, 以及一套與氣化廠實廠連結的 250 kw 氣態燃料系統 氧體方面則以鎳 銅 鐵 鈣等之氧化金屬為主 以下分別根據氧體與反應系統摘要說明與分析評估 表 1 國際投入規模較大研發單位之化學迴路技術發展概況 瑞典 西班牙 德國 中國 奧地利美國美國 Chalmers Darmstadt Vienna WKU Ohio 大學 CSIC 東南大學大學大學大學 ICSET (OSU) 氧體鎳 鐵等銅 鎳 鐵鐵鈣 鎳 鐵鎳銅鐵 反應系統流體化床流體化床流體化床流體化床流體化床流體化床移動床 101100 10/0.5 120110000 25/250 1,000 10 10 ( Markström, (Femández, (Sit, 2012) (Tong, 2012) kw th (Orth, 2012) ( Shen, 2009 ) (Cao, 2012) ( 註 1 ) ( 位 2 ) 2012 ) 2012 ) 測試規模 註 1 : Vienna 大學預期規劃於 2020 年興建 10MW 系統 註 2: OSU 之 25kW 系統為實驗室規模, 250kW 系統則與氣化爐連結實廠測試, 建造於 2013 年 112
--- 咽陶 ~ 自財團法人中興具程頗闇社 中興士程.第 124 期. 2014 年 7 月. PP. 1-1 http : //www. s i no t ech.org. t w/journa l / 三 氧體之研發與趨勢欲使化學迴路技術廣泛應用, 氧體之效能 使用壽命與成本扮演非常關鍵之角色 優良的氧體需具備高供氧能力 高機械強度 低 Redox 衰退 環保與低成本等特性, 因此發展氧體, 氧金屬元素之擇極為重要, 表 2 明不同的氧金屬元素之特性, 茲說明分析如下 : 表 2 各種氧原料特性分析 NiO CuO Fe203 CaS04 最大供氧率 % 21.4 20.1 30.1 47.0 反應速率 優 ( 憂 良 中 價格 極高 高 低 低 蘊藏量 少 少 豐富 豐富 機械強度 中 中 優 低 文獻較少, 目前以美國 WKU ICSET 研發銅氧 體最為積極 3. 硫酸鈣 優點 : 硫酸鈣之價格低 蘊藏量豐富, 此外 其在還原反應時最大之供氧率可達 47% 氧體最高的, 因此具有低成本之優勢 ' 是所有 缺點 : 硫酸鈣機械強度差, 不耐磨耗 此外 在低溫時反應活性低, 但如提高溫度進行還原反 應, 則硫元素容易逸出, 造成硫的排放污染, 而 且氧體無法在空氣反應器氧化回到硫酸鈣之分 子型態, 破壞了化學迴路架構 硫酸鈣之研發必須克服的瓶頸仍相當多, 目 前發展較積極的單位主要以 Alstom 公司為主 另外, 中國大陸因為硫酸鈣礦藏豐富, 也有很多 學術單位投入研發 環境毒 ' 1 生高高鈕鈕 4. 三氧化二鐵 l 氧化鎳優點 : 由於氧化鎳與燃料之反應速率極佳, 化學迴路技術發展初期, 相當多的研究單位均擇以鎳為原料開始研發 ( 如表 1), 搭配 A 1 2 0 3 Si0 2 MgO N ialz0 3 MgAlz0 4 T i0 2 Zr02 紀安定二氧化錯 (YSZ) 等惰性體來改善其機械強度 Redox 反應之擴散結構, 並降低氧體的反應衰退率 缺點 : 鎳之蘊藏量少 價格昂貴, 更重要的是經過反應衰退或磨耗產生之廢棄物具有環境毒性, 將衍生很多不易處理之問題 因此近年來, 相當多研究單位例如 Chalmers 大學 CSIC 東南大學等, 逐漸以鐵系氧體為發展主軸, 採用低價的飲鐵礦石進行測試, 或以鐵原料為主, 添加少量鎳以加強反應活性的方向發展 ( Johansson et al., 2006 ; Ryden et al., 2010 ; Son et al., 2006) 2 氧化銅氧化銅之優缺點與氧化鎳非常類似, 此外, 不耐高溫是其應用時之重要缺點之一, 因此研究 三氧化二鐵的反應活性中等, 供氧能力視所 搭配的反應系統而定 如圖 2 所示, 如反應系統 為流體化床, 由於氧體在反應器之出口端的二 氧化碳分壓高, 僅能還原成 Fe304 ' 供氧能力僅 3.3% 如反應系統為移動床, 氧體與燃料逆向 流操作, 反應器出口端的二氧化碳分壓低, 氧 體可以被還原到 FeO ( 供氧率 10%) 甚至 Fe ( 供 氧率 30.1% ) 因此應用移動床系統, 供氧能力 可比流體化床系統高 3~ 1O 倍 10' 10' 111 υ10' nu\\ nfe_o υ10' \\ 10' υ 些則 10 ' B D.. 10 3 - - ". Fluidized bed Fe,o. 10' 10'," 10'!!:" N Z 10 3 11. 10' 10' 10' FeO 10' 之 h 巳 - 10 1(;-' ---- 一 -- -Movin 且 bed- 10'" L 圖 2-7. n... e 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000 Temperature (OC) (Fan, 2010) 氣體分壓與氧體還原率分析圖 mvov 113
OScrew Conlleyor 比ω3中興工程.第 1 24 期 20 1 4 年 7 月 PP. 11 1-119 http ://www. sinotech. org. tw/ journa l/ 自財團法人 tf~.x.. 程頗閉社 SINOTECH ENGINEERING CONSU LTANTS.INC 根據上述分析, 鐵系氧體具有機械強度 高 無環境毒性 價格低及蘊藏量豐富等優點, 用流體化床系統 此外, 上述單位彼此間的合作 相當密切, 所設計的反應系統設計及採用的設備 折衷優缺點後, 近年來逐漸成為各研究單位氧 元件均相當類似 Darmstadt 大學是目前所知最 原料擇之主流 大之化學迴路系統, 規模高達 1 MW 因此本文 四 反應系統技術 以下介紹各研究單位之測試研究案例, 均以鐵系氧體及煤炭作為進料進行測試, 反應系統則以流體化床及移動床兩大類分別探討說明 以 Darmstadt 大學的系統為例, 如圖 3 流程圖所示, 說明分析測試結果如下 : 燃料 : Columbian Coal ' 51kg/ 祉, 350 kwth 氧體 : 挪威主太鐵礦, 平均粒徑 : l3 0μm 燃料反應器 (Fuel Reactor, FR) 燃料反應器 (FR) 又稱還原反應器, 為流 ( 一 ) 流體化床化學迴路系統 體化床, 燃料在 FR 與氧體反應後, 一起送入 由於流體化床技術成熟度高, 目前大多數研兩段式旋風集塵器 (Cyclone) 進行氣固分離 第究機構均採用流體化床作為反應系統 由於燃料一段集塵器可分離較大顆粒固體, 其中包含還原 與氧體在還原反應器內採同向流方向運動, 後之氧體以及來不及氣化之未燃碳, 送往汽提 氧體最大供氧率只有 3.3% 瑞典 Chal 虹 lers 大 學 西班牙 CSIC 及德國 Darmstadt 大學等均採 器 第二段集塵器收集微細未燃碳, 送回 FR 新進行反應 重 HU用心丘上 ( 資料來源 :0 巾, 2012 ) 口巾U止一Air H 2 0 CO 2 圖 3 德國 Darmstadt 大學 1MW 化學迴路系統流程圖 114
自財團法人中興具程頗闇社 中興士程.第 124 期. 2014 年 7 月. PP. 1-1 http ://www. s ino t ech.org. tw/journa l/ 汽提器 ( Carbon Stripper) 如圖 4 所示, 為 OSU 之 25 kw 煤炭進料化 主要進行氧體與未燃碳之分離 由於流體 學迴路系統 (Co al Direct Chemical Looping, 化床燃料反應器 (FR) 對煤炭之氣化率不佳, 送 CDCL) 往汽提器的固體除了氧體, 還包含大量未燃碳 因此在汽提器內利用的 OOC 蒸汽對未燃碳進行流體化床氣化, 將氣化後較小的顆粒流體化送回 FR 較大之顆粒主要為氧體, 則送往空氣反應器 (AR) 空氣反應器 ( Air Reactor, AR) 空氣反應器, 為流體化床, 利用空氣完全氧化氧體, 並送往旋風集塵器回收氧體, 再藉螺旋輸送器送往 FR 之進料管線中, 如此即完成一迴路的 Redox 反應 系統運轉時間 :6 小時 測試目的主要希望固態燃料盡可能 100% 的被轉化成二氧化碳 但經過系列的測試後, 觀察 氧體 : OSU 研製鐵系氧體, 平均粒徑 : 2mm 燃料反應器 (Fuel Reactor, FR) 燃料反應器 ( 還原反應器 ), 為移動床, 燃 料在 FR 與氧體反應後, 煙氣由 FR 上端出口 離開, 氧體由 FR 下端出口轉送至 AR 空氣反應器 (A ir Reactor, AR) 空氣反應器, 利用空氣完全氧化氧體, 並 流體化送往旋風集塵器 (CY) 回收氧體, 再 落回 FR 之儲料槽, 如此即完成一迴路的 Redox 反應 系統運轉時間 :72 小時 得到 (1) 還原反應後, 仍有 >20% 之可燃氣 未被轉換成二氧化碳 (2) 未被氣化的固態燃 料比例相當高, 即使利用汽提器及第二段旋風集 塵器之輔助處理, 仍有 > 16% 固態燃料未被轉 化 至於 C halmers 大學之 100kW 系統及 CSIC 之 500 kw 系統之測試結果都有類似之情形, 因 此流體化床技術在採用鐵氧體進行化學迴路反 應之轉化效率, 距離理想尚有很大的努力空間需 要突破 ( 二 ) 移動床化學迴路系統 採用移動床為化學迴路反應器之研究單位, 主要以美國的 10 州立大學 (OSU) 為代表 燃 料與氧體在還原反應器內採逆向流方式緩慢運 ( 資料來源 : OSU 提供 ) 動, 由於氧體出口端二氧化碳分壓極低, 因此 Fe20 3 可被深度的還原成 FeO 甚至 Fe' 供氧率 10,,-,30.1% ' 遠高於流體化床的 3.3% 此深度還原 圖 4 美國 OSU 25 kw CDCL 化學迴路系統 流程圖 可獲得幾項技術優勢 (1) 燃料與氧體在反 經過 72 小時的連續測試後, 觀察得到如 應器內之滯留時間長, 有助於大幅提高燃料之碳 圖 5 所示之結果, 經過 FR 反應後, 可燃氣幾乎 轉化率 (2) 氧體供氧率高, 可大幅降低系 統輸送氧體之負率與操作成本 (3) FeO 完全轉換成二氧化碳 至於固態燃料轉化率, 取 樣分析 FR 下端出口之灰分樣品, 如圖 6 所示, 及 Fe 可送入另一反應器與水蒸汽進行, 反應製 固態燃料之碳轉化率可持續維持在 95"-' 100% 之 造高純度氫氣 間, 測試結果相當理想 115
中興工程.第 1 24 期 20 1 4 年 7 月 PP. 11 1-119 http : //www. sinotech. org. tw/ j ournal/ 自財團法人 tf~.x.. 程頗閉社 SINOTECH ENG INEERING CONSU LTANTS.INC 國 3-d 叫 Sub-Pilot C 州 n 叫 4. 降低氧體成本 : 高供氧率 反應活性佳 抗 1 αm 1 創到 磨耗 抗衰退, 能多次循環使用 5. 未來商業化推動, 需能滿足設備規模放大及 < 道! 9 虫歡用 0.8 喘 俐 8 0. 600 唔 Zu, 99.60% #. - C02... - CO - CH4 99.2O'JI 2 臨 O 叫 Es : E mα'" I 1 0.00% 12:0PM 12:57PM 1:12PM 126PM 1:40PM 1:55PM 2:09 PM 2:24PM 2:38PM Reducer Ga5 Outlet Concentration Profile IRun 2 的 氧體量產之需求 以下分析比較以鐵站氧體時, 流體化床及移動床作為化學迴路系統所顯現之各種特性差異 由於床體填充率不同, 移動床所需填充氧體容量遠高於流體化床 然而應用移動床所能得到的氧體供氧率是流體化床的 3 "-' 10 倍, 因此移動床氧體消耗率較低, 所需之氧體輸送負 圖 5 OSU 25 kw CDCL 系統 FR 氣體出口濃度 分布 ( Tong, 2012 ) 量遠低於流體化床 因此當系統欲放大時, 由 於輸送氧體之上升管必須有一合理的直徑限 制, 移動床系統之最大裝置容量可比流體化床系 統大 3 倍以上, 如表 3 所示 會皂aSEm.掛思 nw1111 回回咀覽表 3 反應系統特性比較分析 固態燃料鐵系氧體流體化床移動床 供氧率 % 3.3 1O ~30.1 燃料轉化率 / 滯留時間低 / 短高 / 長 詛 lq a U UL,~ 唔,, ~ l ~ ~:~! ' l~,~ 車 11",n~ l l.!.j 圖 6 OSU 25 kw CDCL 系統固態燃料轉化率 ( Tong, 2012 ) 氧體輸送負量 (I MW) > 14 tonlhr <3 tonlhr 系統放大 ( 氧體輸送負量限制 ) <300 MW th >1000 MW th 局 / 崗 低 / 低 系統設備 / 能源成本 ( 需汽提器 ) ( 無汽提器 ) 氧體填充容量 (I MW) 約 2.2 ton > 12 ton 氧體粒徑 / 與灰分分離 數百 μm/ 難 2-3 mrnj 易 五 化學迴路技術整合評估分析 氧體量產 / 加工成本易 / 低難 / 高 熱傳導與混合效果優劣 理想的化學迴路技術, 應 具備下列特性 : 1. 反應系統需提供氧體與燃料最佳的多相反應 表 4 流體化床與移動床系統複雜度比較 動力環境, 達到最佳的氧體供氧率及燃料轉化率 2. 反應器問需維持良好的氣密性, 同時氧體在反應器間之循環及輸送控制需要分明而且順暢 3 系統程序設備複雜度應盡可能簡化, 以降低系統之成本與操作困難度 固態燃料鐵系氧體 流體化床 移動床 還原反應器 還原反應器 反應器空氣反應器汽提器 空氣反應器 環封 x4 氣密輸送裝置高溫輸送帶 x l 氣固分離裝置 x4 xl 環封 (Loop Seal) xl FR 未燃氣再處理裝置純氧燃燒器 x l 不需再處理 11 6
自財團法人中興具程頗闇社 中興士程.第 124 期. 2014 年 7 月. PP. 1-1 http ://www. s ino t ech.org. tw/journa l/ 另外, 如表 4 所示, 比較分析歐洲流體化床 六 工業技術研究院研發近況 與美國 OSU 移動床系統裝置複雜度之差異, 由於流體化床系統需裝設汽提器以增加固態燃料氣化率, 因此需增加很多氣固分離及環封等裝置, 系統裝置複雜度較移動床系統為高 根據上述比較分析, 相較於流體化床, 移動床系統具有下列優勢 : 工業技術研究院近年來己以積極投入發展化學迴路技術, 反應系統擇以移動床為主軸, 氧體則以鐵系氧體為主, 設計興建一套 30 kwth 的移動床化學迴路系統, 於民國 102 年底完工, 如圖 7 所示 系統主要反應器包含 : 1. 燃料反應器 : 採移動床架構設計, 氧體經過 l 相當良好的燃料轉化率及氧體供氧率 由於 氧體負量低, 因此除了可有效降低系統的 操作成本之外, 由於系統運轉時所需輸送之 還原反應後, 可深度還原成 FeO 或 Fe 0 2. 氧化器 : 採移動床架構設計, 被深度還原成 FeO 或 Fe 的氧體, 將輸送至氧化器, 可與 氧體流量較低, 因此放大之規模可比流體化床化學迴路系統高出數倍 2. 設備成本與能源成本 : 由於流體化床系統之固態燃料氣化率不足, 必須藉助於旋風集塵器加以回收同時利用汽提器提供 400 0 C 蒸汽作為流體化氣化床來輔助處理未氣化之固態燃料 此將大幅增加系統之操作複雜度 設備成本及能源之損耗 水蒸汽進行部分氧化反應, 產生氫氣, 氧體則被氧化成 Fe304 3. 空氣反應器 : 又稱燃燒器, 採流體化床架構, 從氧化器輸送過來的 Fe304 氧體, 將在空氣反應器進行完全氧化反應, 被完全氧化成 Fe203 的氧體將被流體化送回還原反應器而完成一化學迴路循環 因此, 以鐵元素作為氧體而言, 應用移動 床作為系統反應器, 可行性是相當高的 然而移 動床技術尚有些瓶頸需要努力克服 : 1. 移動床所需氧體之填充容量高出流體化床數 倍, 目前主要以壓綻法製造, 由於最佳粒徑約 2~3 mm' 同時需講究機械強度, 加工困難度 高, 量產不易, 壓製成本高 2. 由於適用於移動床之氧體有量產之瓶頸, 要 設置較大規模之移動床系統, 須待量產瓶頸有 效突破 3. 移動床規模放大後, 氧體徑向之混合度較低, 在反應器內之流場不均句 未來需投入更多努力進行移動床之模擬與實驗, 研究氧體在移動床內之運動狀況與改良方案, 進行系統最佳化設計與操控等相關技術之探討 圖 7 工研院 30 kw 化學迴路系統照片 117
中興工程.第 124 期 2014 年 7 月 PP. 111-119 http ://www. sinotech. org.tw/journal/ 自財團法人 tf~.x.. 程頗閉社 SINOTECH ENGINEERING CONSULTANTS.INC 未來將逐步利用此 30 kw 系統進行各種研 究, 包含 : 1. 各種燃料之測試, 例如天然氣 氣化爐實廠可 燃氣及各種固態燃料 2. 氧體之配方改良與製造技術研究與測試 3 反應系統放大之最佳化設計與操控技術研究 4. 產氫率最佳化研究 5. 化學迴路技術與產業製程整合應用研究 七 未來展望 化學迴路技術理論兼具高效率能源 低污染排放及低成本捕獲二氧化碳之優點, 未來發展成功, 將有機會成為燃燒與二氧化碳捕獲技術之主流 未來如能廣泛應用於發電系統 工業界燃燒系統及廢棄物處理系統, 將可有效降低能源成本及二氧化碳之排放 此外, 由於移動床化學迴路系統之製程, 除了可以產生高純度二氧化碳, 尚可以生產高純度氫氣 這些高純度氣體, 尤其是氫氣, 乃是很多工業界製程非常重要之原料 如能針對氫 熱 電及二氧化碳等之應用需求, 與產業製程善加整合, 將有機會產生相當多的創新技術 然而目前技術之發展仍處於先期階段, 雖然很多移動床之測試研究已證實其應用之可行性, 但由於氧體規格特殊, 量產較為困難, 無法產製大規模測試所需之氧體需求量, 因此相較於現有的流體化床系統, 測試規模仍小 未來將致力於突破量產瓶頸, 以便能發展更大 更複雜的系統來進行測試研究與技術累積 此外氧體之改良與降低成本是一必須持續努力的研究課題 至於產業製程之整合應用, 則需投入相多的工業製程專家與人力, 這有待未來更多對化學迴路技術有期待之單位的投入與通力合作來完成 謝誌 本研究承蒙經濟部能源局資助 二氧化碳捕 獲 封存與再利用技術研發計畫 之支持, 謹此 致謝 參考文獻 Elwell, L. C. and Grant W. S. (2006) Technology Options for Capturing C02-Special Reports, Power, Vol. 150, NO.8 彭鏡禹 徐恆文 (2 012 ) 化學迴圈技術 - 二氧化碳捕獲之機會與挑戰, 燃燒季刊, 第 21 卷, 第 4 期 Figueroa, J. D., Fout, T., Plasynski, S., McIlvried, H., Srivastav 且, R. D. ( 2008) Advances in C02 Capture Technology - The U.S. Department of Energy's Carbon Sequestration Program, Intemational Joumal of Greenhouse Gas Control, 2, pp. 9-20 Orth, M., Ströh 峙,1., Epple B. (2012) Design and Operation of a 1 MWth Chemical Looping Plant, 2nd Intemational Conference on Chemical Looping, 26-28 September, Darmstadt, Germany Femánd 凹, A. (2012) Chemical-Looping Combustion of Coal Using Ilmenite as Oxygen-Carrier, Thesis Doctoral PhD Institute of Carboquimica Markström P., Linderholm c., Lyngfelt A. (2012) Operation of a 100 kw Chemical-Looping CombustOl with Mexican Petroleum Coke and Cerrejón Coal, 2nd Intemational Conference on Chemical Looping, 26-28 September, Darmstadt, Germany Shen L., Wu 1., Xiao J., Song 0., Xiao R. (2009) Chemical Looping Combustion of Biomass in a 10 kwth Reactor with lron Oxide As an Oxygen Carrier, Energy & Fuels, 23, pp.2498-2505 Sit S. P, Reed A., Hohenwarter U, Hom V., Marx K., Pröll T. (2012) 10 MW CLC Field Pilotl, 2nd Intemational Conference on Chemical Looping, 26-28 September, Darmstadt, Germany Cao Y., Sit S. P., Pan W. P. ( 2012 ) The Development of 10- kw Chemical Looping Combustion Technology in ICSET, WKU, 2nd Intemational Conference on Chemical Looping, 26-28 September, Darmstadt, Germany Fan, L. S. (2010) Chemical Looping Systems for Fossil Energy Conversions, AIChe and John Willey & Son Johansson, M., Mattisson, T., Lyngfelt, A. (2006) Creating a Synergy Effect by Using Mixed Oxides of lron- and 118
自財團法人中興具程頗闇社 中興士程.第 124 期. 2014 年 7 月. PP. 1-1 http ://www. s ino t ech.org. tw/journa l/ Nickel Oxides in the Combustion of Methane in a Chemical-Looping Combustion Reactor, Energy & Fuels, 20, pp. 2399-2407 Ryden, M., Johansson, M., Cleverstam, E., Lyngfelt, A., Mattisson, T. ( 2010 ) Ilmenite with Addition of NiO as Oxygen Carrier for Chemical-Looping Combustion, Fuel, 89, pp. 3523-3533 Son, S. R., Kim, S. D. (2006 ) Chemical-Looping Combustion with NiO and Fe203 in a Thermobalance and Circulating Fluidized Bed Reactor with Double Loops, lnd. Eng. Chem. Res., 45, pp. 2689-2696 Tong, A., Bayham, S., Kathe,M. V., Zeng, L., Luo, S., Fan, L. S. (2012) Iron-Based Syngas Chemical Looping Process and Coal-Direct Chemical Looping Process Development at Ohio State University, 2nd Intemational Conference on Chemical Looping, 26-28 September, Darmstadt, Germany 叢書訊息 : ( 一 ) 鐵路車站轉乘設施設計準則 吳文樵 鍾志成 朱希山 黃宏仁等編著 2011 年 11 月初版 ( 二 ) 不規則建築物耐震性能導向設計與評析 薛強 徐偉誌 張權 蔡明儒 吳嘉偉等編著 2012 年 03 月初版 ( 三 ) 以末端過濾操作微過濾薄膜分離富含油脂之藻類 王郁萱 朱敬平 許倚哲 烏春梅等編著 2012 年 03 月初版 ( 四 ) 射頻識別應用在設施與設備安全管理之研究 陳正忠 石豐銘 蔡雨杰 蔡明儒 紀宛君 陳國慶等 編著 2012 年 03 月初版 ( 五 ) 建築物環控分析 Flair 軟體應用指引 王茂興編著 2012 年 06 月初版 ( 六 ) 隧道前方地質弱帶探查技術 葛文忠 俞旗文 李國榮 林金成等編著 2012 年 06 月初版 ( 七 ) 高岩覆對隧道設計與施工影響研究一完整岩盤隧道影響探討 蕭富元 俞旗元 葛文忠 曾慶恩等編著 2012 年 06 月初版 119