基于CaSO-,4-載氧體煤化學(xué)鏈燃燒分離CO-,2-研究.pdf

1、化石燃料燃燒排放的二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的主要原因之一,而且在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),煤炭在全世界能源結(jié)構(gòu)中仍將占有重要地位。因此,迫切需要開(kāi)展燃煤CO2減排技術(shù)研究。傳統(tǒng)燃燒方式產(chǎn)生的煙氣中CO2只占10％～14％,CO2的后續(xù)處理成本太高,而且CO2分離和壓縮技術(shù)需要消耗大量的能源?；瘜W(xué)鏈燃燒是一種新型的燃燒方式,它能在沒(méi)有能量損失的前提下,在燃燒過(guò)程中將CO2分離出來(lái)；其原理是利用載氧體在兩個(gè)反應(yīng)器中循環(huán)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)氧的轉(zhuǎn)移,載氧體首

2、先和空氣接觸進(jìn)行氧化反應(yīng),生成氧化態(tài)載氧體,將空氣中的氧置換出來(lái),然后氧化態(tài)載氧體與燃料接觸,進(jìn)行還原反應(yīng),燃料的反應(yīng)產(chǎn)物為CO2和H2O(汽),冷凝后剔除H2O,得到純凈的CO2。以此為研究背景,本文闡述了基于CaSO4載氧體的串行流化床煤化學(xué)鏈燃燒分離CO2技術(shù),深入研究了CaSO4載氧體的化學(xué)熱力學(xué)性能、串行流化床氣固流動(dòng)特性、以及串行流化床煤化學(xué)鏈燃燒過(guò)程中煤氣化反應(yīng)機(jī)理。 本論文首先分析了化學(xué)鏈燃燒新型載氧體CaSO4

3、的化學(xué)熱力學(xué)性能,以H2、CO為還原劑,獲得了反應(yīng)溫度和反應(yīng)物摩爾比對(duì)CaSO4的還原-氧化反應(yīng)性能的影響,繪制了CaSO4競(jìng)爭(zhēng)還原-氧化反應(yīng)的平衡相圖,指明了CaSO4競(jìng)爭(zhēng)還原-氧化反應(yīng)中固相產(chǎn)物CaSO4、CaS、CaO的穩(wěn)定區(qū)域,闡明了CaSO4是一種較有前景的化學(xué)鏈燃燒的載氧體?；诨瘜W(xué)鏈燃燒原理,建立了串行流化床冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)串行流化床氣固流動(dòng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,研究并考察了循環(huán)床流化風(fēng)速度、噴動(dòng)床噴動(dòng)風(fēng)速度對(duì)串行流化床反應(yīng)器