化學(xué)鏈燃燒鐵基和鎳基氧載體的反應(yīng)性能研究.pdf

1、全球變暖帶來的一系列負(fù)面影響，引起了人們對(duì)主要溫室氣體CO2的關(guān)注?；瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)（Chemical Looping Combustion）是一種新型的燃燒技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)CO2的低耗回收利用，化學(xué)能的梯級(jí)利用，而且能夠有效提高燃料的燃燒效率、抑制和根除Nox的形成，因而受到了廣泛的關(guān)注。本文就化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，采用煤焦、CH4為燃料，基于熱重分析儀（TGA）、固定床（FxB）、流化床反應(yīng)器（FzB）進(jìn)行了氧載體方面的研究。
　　

2、 在分析總結(jié)國(guó)內(nèi)外化學(xué)鏈燃燒技術(shù)氧載體研究工作的基礎(chǔ)上，以氣態(tài)燃料化學(xué)鏈燃燒技術(shù)對(duì)氧載體的要求為基準(zhǔn)，考慮到固態(tài)燃料煤焦與氣態(tài)燃料的區(qū)別，選用Fe(NO3)3·9H2O和Al(OC3H7)3 為主要原料，參照溶膠-凝膠法NiO/NiAl2O4 氧載體的制備方法，制備了12種不同參數(shù)的Fe-基氧載體，并通過XRD、ESEM、BET等對(duì)制備的氧載體進(jìn)行物化性能表征，然后選擇符合預(yù)期要求的氧載體進(jìn)行TGA、FxB、FzB試驗(yàn)研究。
　

3、　 在TGA中，研究了6種Fe2O3/Al2O3氧載體與煤焦的還原反應(yīng)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在880 ℃左右時(shí)，F(xiàn)e2O3/Al2O3 氧載體與煤焦快速反應(yīng)。綜合各方面的因素，選擇60%Fe2O3含量，1100 ℃燒結(jié)6h的Fe2O3/Al2O3 氧載體在TGA中進(jìn)行其與煤焦/空氣的多次循環(huán)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示Fe2O3/Al2O3氧載體具有良好的循環(huán)反應(yīng)性。
　　 在固定床/流化床多功能反應(yīng)器中研究了Fe2O3/Al2O3、NiO/Ni

4、Al2O4 氧載體在900 ℃時(shí)分別與CH4/空氣的反應(yīng)性，并對(duì)反應(yīng)前后樣品的物化性能進(jìn)行了表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Fe2O3/Al2O3與CH4在固定床、流化床中發(fā)生反應(yīng)時(shí)，前者CO2的最大濃度51.2%高于后者44%，前者未反應(yīng)的CH4 濃度低于后者，CH4沒有發(fā)生碳沉積反應(yīng)。NiO/NiAl2O4與CH4 在固定床、流化床中發(fā)生反應(yīng)時(shí)，CO2的最大濃度分別為73.5%、70.8%均高于Fe2O3/Al2O3與CH4的反應(yīng)，CH4完全反應(yīng)并