鈣銅、鐵銅雙組分復(fù)合載氧體的化學(xué)鏈燃燒性能研究.pdf

1、在世界各國對CO2減排高度重視的情況下，CO2捕集技術(shù)，尤其是化學(xué)鏈燃燒技術(shù)日益受到各國的關(guān)注。對于煤炭資源豐富的中國，固體燃料化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的研究顯得尤為重要。該技術(shù)中載氧體與固體燃料直接混合，通過載氧體的氧化還原來實現(xiàn)燃料的完全燃燒。載氧體的選擇和改性是該技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一。本文針對單組分CaSO4載氧體和Fe2O3載氧體在固體燃料直接化學(xué)鏈燃燒應(yīng)用中低反應(yīng)活性等問題，通過添加惰性載體及CuO進行改性。制備了兩種含銅雙組分復(fù)合載

2、氧體，并在流化床中對載氧體性能進行考察，主要內(nèi)容有以下兩部分：
　?。?）鈣銅復(fù)合載氧體
　　本文以工業(yè)級CaSO4以及活性組分CuO前驅(qū)體硝酸銅為原料，膨潤土為惰性載體，利用機械混合法制備了鈣銅復(fù)合載氧體。鈣銅復(fù)合載氧體在氧化還原反應(yīng)后活性組分沒有轉(zhuǎn)化成惰性物質(zhì)，活性組分穩(wěn)定。添加CuO后，反應(yīng)的碳轉(zhuǎn)化率、尾氣中CO2濃度和煤的燃燒效率均增加，載氧體反應(yīng)活性提高。CaSO4:CuO質(zhì)量比為10:1.5時復(fù)合載氧體的反應(yīng)活性

3、更高。CaCu1.5載氧體在相對低的反應(yīng)溫度850℃下，能夠保持較高的反應(yīng)活性，碳轉(zhuǎn)化率達到91.27％，CO2平均濃度達到89.34%。CaCu1.5載氧體與神木煤進行十次循環(huán)反應(yīng)，未發(fā)現(xiàn)有燒結(jié)現(xiàn)象，且碳轉(zhuǎn)化率均保持在93%以上，CO2平均濃度保持在85%以上，燃燒效率保持在86%以上，表現(xiàn)出較高的循環(huán)反應(yīng)活性。
　?。?）鐵銅復(fù)合載氧體
　　本文以活性組分Fe2O3和CuO的前驅(qū)體硝酸鐵和硝酸銅為原料，凹凸棒為惰性載體，

4、利用溶膠-凝膠法制備了鐵銅復(fù)合載氧體。鐵銅復(fù)合載氧體在煅燒后以及還原反應(yīng)后活性組分沒有轉(zhuǎn)變成其他惰性物質(zhì)。CuFe2O4/ATP與曲靖褐煤反應(yīng)，熱解反應(yīng)階段與化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)階段碳轉(zhuǎn)化速率峰值較Fe2O3/ATP載氧體均增加，具有更高的反應(yīng)活性。在反應(yīng)溫度為850℃時，CuFe2O4/ATP與曲靖褐煤進行十次循環(huán)反應(yīng)，碳轉(zhuǎn)化率均在94%以上，CO2平均濃度在93%以上，表現(xiàn)出較高的氧化還原活性和優(yōu)良的循環(huán)性能。循環(huán)反應(yīng)前后，載氧體粒徑更加