基于鈣基載氧體的化學(xué)鏈燃燒實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、化學(xué)鏈燃燒技術(shù)是一種可實(shí)現(xiàn)CO2內(nèi)分離的新型燃燒技術(shù)。它可以實(shí)現(xiàn)能量的階梯利用并避免NOX的釋放。載氧體對(duì)化學(xué)鏈燃燒的順利進(jìn)行起著至關(guān)重要的作用。鈣基載氧體以價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富而被視為一種有巨大應(yīng)用潛力的載氧體。本文對(duì)鈣基載氧體應(yīng)用于化學(xué)鏈燃燒進(jìn)行研究。
　　利用熱力學(xué)軟件HSCchemistry5.0對(duì)CaSO4載氧體與煤炭氣化產(chǎn)物CH4、CO、H2的化學(xué)鏈燃燒進(jìn)行熱力學(xué)模擬,結(jié)果表明:CaSO4載氧體與CH4進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒的最

2、佳反應(yīng)溫度是850℃,最佳載/燃摩爾比是1;CaSO4載氧體與CO及H2進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒的反應(yīng)特性類似,最佳反應(yīng)溫度均為900℃,最佳載/燃摩爾比均為0.25;CaS與空氣在空氣反應(yīng)器中的最佳反應(yīng)溫度是950℃。
　　采用浸漬法制備了Co基、Ni基、Fe基、Co-Fe復(fù)合基、Ni-Fe復(fù)合基5種助劑添加到CaSO4載氧體中,利用小型固定床臺(tái)架與CO進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:助劑能有效促進(jìn)鈣基載氧體的化學(xué)反應(yīng),縮短反應(yīng)時(shí)間,提

3、高載氧體的轉(zhuǎn)化率;復(fù)合助劑的性能優(yōu)于單一助劑;助劑不能抑制SO2的釋放;FSEM分析表明,添加了助劑的CaSO4載氧體表面在反應(yīng)前致密光滑,反應(yīng)后疏松多孔。
　　設(shè)計(jì)建造了化學(xué)鏈燃燒冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,并以石英砂為床料,分別以N2、CO2和空氣為燃料反應(yīng)器、返料閥和空氣反應(yīng)器的流化氣體,研究了不同工況對(duì)固體顆粒循環(huán)率、系統(tǒng)壓力和固體顆粒分布及氣體串混的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:空氣反應(yīng)器中氣體流量、總床料量、二次風(fēng)率、返料閥流量對(duì)固體顆粒循環(huán)