化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)性能研究.pdf

1、全球氣候變暖所引發(fā)的一系列危機(jī)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。為了更有效的減少主要的溫室氣體CO2的排放量，在不添加額外的分離裝置和消耗額外能源的情況下，急需找到一種可行的新型燃燒方式?；诹闩欧爬砟畹幕瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)，它不僅能有效地富集高濃度的CO2，而且還將大幅提高能源的利用效率，實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同控制。本文就基于固定床反應(yīng)器的化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)性能進(jìn)行了研究。 綜合目前國(guó)內(nèi)外化學(xué)鏈燃燒技術(shù)中基于固定床/流化床反應(yīng)器的氧載體研

2、究工作，考慮本身的試驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的固定床/流化床反應(yīng)器，并配置相應(yīng)的紅外氣體分析儀。同時(shí)在原有鎳基氧載體基礎(chǔ)上，采用溶膠-凝膠法制備了八種Fe2O3/Al2O3氧載體，然后選用其中一種進(jìn)行后續(xù)的試驗(yàn)。 在固定床中，研究了NiO/NiAl2O4氧載體、Fe2O3/Al2O3氧載體與氫氣/空氣、甲烷/空氣和煤焦/空氣的循環(huán)反應(yīng)性，通過尾氣成分分析化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，對(duì)反應(yīng)后的氧載體則利用XRD、ESEM和BET等進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示

3、：兩種金屬氧載體與氫氣、甲烷的反應(yīng)均比較快，與甲烷/空氣的循環(huán)反應(yīng)中的碳沉積現(xiàn)象可以通過調(diào)節(jié)還原反應(yīng)時(shí)間來(lái)控制；與煤焦反應(yīng)時(shí)，鎳基氧載體在反應(yīng)速率有優(yōu)勢(shì)，鐵基氧載體則表現(xiàn)高的反應(yīng)程度，且尾氣中CO濃度均較低，易于收集高濃度的CO2,進(jìn)一步證實(shí)煤基化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的可行性。煤焦反應(yīng)后的灰分展現(xiàn)明顯的蜂窩結(jié)構(gòu)，使其密度跟氧載體之間產(chǎn)生差異，更為有利的是，鐵基氧載體有較強(qiáng)的磁性，這些都給以后的分離工作提供了依據(jù)。在上述試驗(yàn)中，氧載體顆粒之間沒有