基于廉價載氧體煤加壓化學鏈燃燒試驗研究.pdf

1、東南大學碩士學位論文基于廉價載氧體煤加壓化學鏈燃燒試驗研究姓名：楊一超申請學位級別：碩士專業(yè)：動力工程及工程熱物理；熱能工程指導教師：肖睿20110326東南大學碩士學位論文A b s t r a c tI n r e c e n ty e a r s ，e x c e s s i v ee m i s s i o n s o f g r e e n h o u s e g a s ( m a i n l yf r o mt h e b

2、 u r n i n g o f f o s s i lf u e l s ) t r i g g e r e dg l o b a lc l i m a t ec h a n g e ，w h i c hh a s f o c u s e d t h ea t t e n t i o n o f a l lo v e r t h ew o r l d ·F a c i n ge n o r m o u sp r e s s

3、u r eo f C 0 2 r e d u c t i o n ，w i t hc o a lo ft h em a i nS O B I “ C Co f e n e r g y , C h i n au r g e n t l yn e e d s t o r e s e a r c ha n d d e v e l o pn e w t e c h n o l o g y s t h a tC a n r e d u c eC

4、0 2 e m i s s i o n so fc o a l ．f i r e dp o w e r p l a n t s ．A s a v e r yp r o m i s i n g t e c h n o l o g y t h a tc a n e f f i c i e n t l yc a p t u r e C 0 2 w i t hl o we n e r g yc o n s u m p t i o ni n C

5、0 2 s e p a r a t i o n ，t h ec h e m i c a l - l o o p i n g c o m b u s t i o nt e c h n o l o g yi sw i d e l yr e s e a r c h e d ．T h e p r e s e n ts t u d y o f c h e m i c a l l o o p i n g c o m b u s t i o ni s

6、n o w f o c u s e d o ns o l i df u e l s o fc h e m i c a l —l o o p i n gc o m b u s t i o na n df i n d i n gc h e a p e ra n d h i g h - p e r f o r m a n c e o x y g e nc a r r i e r s ．T h i s p a p e r f o c u s e

7、 s o n t h e r e s e a r c h o ft h e r e l a t i v e l y i n e x p e n s i v e i r o n - b a s e d ，c a l c i u m ．b a s e d o x y g e nc a r d e r s ．T h e r e d u c t i o na n do x i d a t i o na c t i v i t y o ft h

8、e s e i n e x p e n s i v eo x y g e nc a r d e r si nh i g hp r e s s u r e sW a ss t u d i e d ．T h ei m p a c to ft e m p e r a t u r e ，p r e s s u r eo nt h er e a c t i o na c t i v i t yw a sr e s e a r c h e da n

9、 dh o w t o c h o o s ea p p r o p r i a t em a s sr a t i oo fc o a l ／o x y g e nc a r r i e r sW a S d i s c u s s e d ．I n t h e m e a n t i m e ，t h er e m o v a l o f S 0 2 i nc h e m i c a ll o o p i n gc o m b u

10、s t i o nb a s e d o nC a S 0 4 o x y g e n c a r r i e r i sa l s op r e l i m i n a r i l y s t u d i e d ．T h er e d u c t i o na n d o x i d a t i o nr e a c t i v i t y o f p r e s s u r i z e dc h e m i c a ll o o

11、i n gc o m b u s t i o no fc o a lw i t hF e 2 0 3 ．c o n t a i n i n gw a s t e sa n d i r o no r e o x y g e nc a r d e r sw a ss t u d i e di na l a b o r a t o r yf i x e db e dr e a c t o r ．H i g h e r p r e s s u

12、r ec a nr e d u c et h ec o m b u s t i b l ei n g r e d i e n t si n t h eg a s e o u sp r o d u c t ，i n c r e a s et h eC 0 2 c a p t u r ee f f i c i e n c ya n d p r o m o t e t h ec o n v e r s i o no f c a r b o n

13、i nc o a l ．T h e r e a c t i v i t yo f t h e t w o i r o nb a s e do x y g e n c a r r i e r si nr e d u c t i o n ／o x i d a t i o nc y c l i ce x p e r i m e n t si n0 ．5 M P aW a s b e t t e rt h a nt h a ti n0 ．1 M

14、 P a ．I n t h er e d u c t i o n ／o x i d a t i o nc y c l i ce x p e r i m e n t s ，a st h e c i r c l e n u m b e ri n c r e a s e d ，t h e r e a c t i v i t y o fo x y g e nc a r d e r s b e c a m e s l i g h t l y b

15、e t t e r o rb a s i c a l l y u n c h a n g e d ．X R D a n a l y s i s s h o w st h a t t h e c r y s t a l l i n e p h a s e s t r u c t u r e o f t h eF e 2 0 3 ．c o n t a i n i n gw a s t e s o x y g e nc a r d e r s

16、d i d n ’tc h a n g es i g n i f i c a n t l yi nt h er e a c t i o n ．S E M a n dB E Ta n a l y s i s s h o wt h a t a s t h ec i r c l en u m b e ri n c r e a s e d ，t h e s u r f a c eo fF e 2 0 3 - c o n t a i n i n

17、gw a s t e s b e c a m e p o r o u s ，w h i c hm e a n sl a r g e r s p e c i f i c s u r f a c e a r e a a n d h o l e v o l u m ew a so b t a i n e d ．T h er e s u l t ss h o w t h a tw h e nt h em a s sr a t i oo f c

18、o a la n dF e 2 0 3 - c o n t a i n i n gw a s t e si Sb e t w e e nO ．0 16 a n d0 ．0 4 7 ，t h e r a c t i v i t yo f t h ec o a lg a s i f i c a t i o np r o d u c t sa n do x y g e nc a r d e rw i l l d e c r e a s ea

19、st h em a s sr a t i or i s e ．T h e r e f o r e ，a p p r o p r i a t em a s sr a t i oo fc o a la n do x y g e nc a r t i e rm u s t b e c h o o s e n i no r d e r t oa c h i e v eb e U e r r e a c t i o n r e s u l t s

20、 ．T h ei m p a c to ft e m p e r a t u r e ，p r e s s u r e ，a n d m a s sr a t i o o fc o a la n do x y g e nc a r d e ri nc h e m i c a ll o o p i n g c o m b u s t i o no f c o a lw i t hc a l c i u m - b a s eo x y g

21、 e nc a r d e rW a ss t u d i e d ．H i l g ht e m p e r a t u r e c a n s i g n i f i c a n t l yp r o m o t et h er e a c t i v i t yo f c o a lg a s i f i c a t i o np r o d u c t sa n d o x y g e nc a r r i e r ，i n c

22、 r e a s i n g t h e C 0 2c a p t u r ee f f i c i e n c y a n dc o n v e r s i o n o fc a r b o n i n c o a l ．W h e np r e s s u r e r i s e d f r o mO ．1M P a t o O ．5 M P a , c o m b u s t i b l ei n g r e d i e n t