全球变暖带来的一系列负面影响，引起了人们对主要温室气体CO2的关注。化学链燃烧技术（Chemical Looping Combustion）是一种新型的燃烧技术，不仅可以实现CO2的低耗回收利用，化学能的梯级利用，而且能够有效提高燃料的燃烧效率、抑制和根除Nox的形成，因而受到了广泛的关注。本文就化学链燃烧技术，采用煤焦、CH4为燃料，基于热重分析仪（TGA）、固定床（FxB）、流化床反应器（FzB）进行了氧载体方面的研究。
在分析总结国内外化学链燃烧技术氧载体研究工作的基础上，以气态燃料化学链燃烧技术对氧载体的要求为基准，考虑到固态燃料煤焦与气态燃料的区别，选用Fe(NO3)3·9H2O和Al(OC3H7)3 为主要原料，参照溶胶-凝胶法NiO/NiAl2O4 氧载体的制备方法，制备了12种不同参数的Fe-基氧载体，并通过XRD、ESEM、BET等对制备的氧载体进行物化性能表征，然后选择符合预期要求的氧载体进行TGA、FxB、FzB试验研究。
在TGA中，研究了6种Fe2O3/Al2O3氧载体与煤焦的还原反应性，结果发现在880 ℃左右时，Fe2O3/Al2O3 氧载体与煤焦快速反应。综合各方面的因素，选择60%Fe2O3含量，1100 ℃烧结6h的Fe2O3/Al2O3 氧载体在TGA中进行其与煤焦/空气的多次循环反应实验，结果显示Fe2O3/Al2O3氧载体具有良好的循环反应性。
在固定床/流化床多功能反应器中研究了Fe2O3/Al2O3、NiO/NiAl2O4 氧载体在900 ℃时分别与CH4/空气的反应性，并对反应前后样品的物化性能进行了表征，结果发现：Fe2O3/Al2O3与CH4在固定床、流化床中发生反应时，前者CO2的最大浓度51.2%高于后者44%，前者未反应的CH4 浓度低于后者，CH4没有发生碳沉积反应。NiO/NiAl2O4与CH4 在固定床、流化床中发生反应时，CO2的最大浓度分别为73.5%、70.8%均高于Fe2O3/Al2O3与CH4的反应，CH4完全反应并且都发生了碳沉积反应。两种氧载体与CH4的反应，尾气中CO、H2的浓度都很低。NiO/NiAl2O4 氧载体的反应性高于Fe2O3/Al2O3氧载体。循环反应后，两种氧载体表面均发生了烧结现象，但氧载体表面仍具有丰富的孔隙结构。
- 作 者：
- 蒋林林
- 学科专业：
- 热能工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华中科技大学
- 导师姓名：
- 赵海波郑楚光
- 学位年度：
- 2009
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
