在全球范围内，中国的能源消耗总量非常大，这其中，煤的消耗占很大比例，且主要采用传统燃烧方式对煤进行燃烧以满足工业、农业以及日常生活对热量、电力的需求。但是燃烧后产生的二氧化碳不能得到有效的分离与控制，完全排放到大气中，导致温室效应并加速全球变暖。化学链燃烧技术由于其固有分离二氧化碳的特性而被提出并得到广泛研究，在控制温室气体排放方面具有非常大的潜能。载氧体在化学链燃烧过程中发挥着至关重要的作用，但燃烧后产生的积碳会影响载氧体的反应性和可持续循环能力。
为了研究煤化学链燃烧后烟气中多环芳烃(PAHs)与载氧体的相互作用，本文通过制备机械混合法、浸渍法以及共沉淀法三种CuO/Al2O3载氧体，燃料采用无烟煤、1＃烟煤、2＃烟煤以及3＃烟煤四种煤样，反应温度分别为600℃、700℃、800℃、900℃以及1000℃。在石英管模拟反应器中，将真空度控制在-0.09MPa，通过改变载氧体的类型、煤种以及反应温度，对煤化学链燃烧过程进行模拟实验，燃烧后烟气中的多环芳烃的生成量和环数分布通过火焰离子检测器气相色谱仪(FID-GC)进行测定，并对未反应的共沉淀法载氧体用能量色散光谱仪(EDX)进行元素分析，通过扫描电子显微镜(SEM)观察反应前后共沉淀法载氧体的结构变化和积炭富集情况。实验结果表明:
1.浸渍法载氧体参与燃烧后烟气中的多环芳烃生成量最少，表现出良好的特性。
2.烟气中生成的多环芳烃总量随着煤中挥发分含量在7.2-33.29％范围内的增加而增加且主要为3环产物。
3.煤化学链燃烧过程的最适温度为900℃左右，在该反应温度下，载氧体不会发生烧结现象且烟气中多环芳烃生成量最低。
4.由于煤中挥发分的含量越高，固定碳的含量越低，所以燃烧后载氧体表面的积炭富集量随着煤中挥发分含量在7.2-33.29％范围内的增加而减少，呈现负相关关系。
- 作 者：
- 薛慧敏
- 学科专业：
- 环境科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 内蒙古大学
- 导师姓名：
- 尹雪峰
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
