煤炭是我國(guó)的主要能源。煤炭的大量燃燒造成大氣CO₂濃度上升,從而導(dǎo)致溫室效應(yīng),冰川融化海平面上升等環(huán)境問題。因此開發(fā)高效的CO₂捕集技術(shù)迫在眉睫。化學(xué)鏈氧解耦技術(shù)是一種新型的燃燒技術(shù),能夠高效的捕集CO₂,且能耗較低,還可有效的減少硫氮污染物的排放。載氧體的開發(fā)是化學(xué)鏈氧解耦技術(shù)的關(guān)鍵。銅基載氧體具有高反應(yīng)活性和高載氧量的特點(diǎn),但Cu O的熔點(diǎn)較低,在燃燒過程中易出現(xiàn)燒結(jié)團(tuán)聚等現(xiàn)象,將導(dǎo)致其反應(yīng)活性降低乃至完全失活。因此,本文對(duì)銅基載氧體的化學(xué)鏈燃燒性能、失活機(jī)理及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。本文通過溶膠凝膠法制備了四種銅基雙金屬?gòu)?fù)合載氧體（80Cu20Mn,40Cu60Fe,60Cu40Co,60Cu40Ni）,測(cè)試了載氧體的吸氧釋氧性能及氣體燃料和煤焦的化學(xué)鏈燃燒性能。結(jié)果表明,80Cu20Mn,40Cu60Fe和60Cu40Ni的吸氧釋氧循環(huán)穩(wěn)定性良好,而60Cu40Co吸氧釋氧性能隨著循環(huán)次數(shù)的增加顯著降低。對(duì)于CO氣體燃料的化學(xué)鏈燃燒實(shí)驗(yàn),80Cu20Mn的CO轉(zhuǎn)化率保持穩(wěn)定,而其他三種載氧體的CO轉(zhuǎn)化率均出現(xiàn)下降...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1化學(xué)鏈燃燒原理圖[9]

化學(xué)鏈燃燒(CLC)是一種無焰燃燒技術(shù)。在燃燒過程中,燃料不與空氣直接接觸,其燃料在燃料反應(yīng)器(FR)中與載氧體(Oxygencarrier-OC,MexOy)所提供的氧原子完成燃燒過程,得到的產(chǎn)物主要是CO2與水蒸氣,易于分離,捕集[8]。被完全還原的載氧體進(jìn)入空氣反應(yīng)器(A....

圖1.2化學(xué)鏈氧解耦燃燒原理圖[9]

在傳統(tǒng)化學(xué)鏈燃燒技術(shù)中,由于煤等固體燃料的氣化過程反應(yīng)速率較低,固體燃料的化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)性能受到限制。因此,2009年瑞典科學(xué)家Mattisson等提出了一種有利于固體燃料燃燒的新型化學(xué)鏈燃燒技術(shù)—化學(xué)鏈氧解耦燃燒技術(shù)(ChemicalLoopingwithoxygenu....

圖1.3銅基載氧體中各種載體的臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)與表面能的關(guān)系

Xu[55]等人通過機(jī)械混合法制備了4種CuO/水泥載氧體,并在流化床上對(duì)這4種載氧體進(jìn)行了性能評(píng)價(jià)。結(jié)果表明CuO/水泥中CuO含量45wt%時(shí)沒有燒結(jié)現(xiàn)象。并根據(jù)齊納扎釘力理論進(jìn)一步擴(kuò)展,并總結(jié)了銅基載氧體中各種載體臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)與表面能的關(guān)系。見圖1.3。1.3.5錳基載....

圖1.4燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器中氣態(tài)硫化物濃度隨反應(yīng)器溫度變化圖[89]

Shen[89]等人通過研究發(fā)現(xiàn),在燃料反應(yīng)器中,較高的溫度會(huì)促進(jìn)SO2的生成,而SO2的生成也加速了CO與SO2反應(yīng)產(chǎn)生COS,如圖1.4所示。并且不同種類的載氧體對(duì)硫化物的生成也有一定的影響。NiO是煤中硫轉(zhuǎn)化為SO2反應(yīng)性最高的載氧體,其次是CuO和Fe2O3。H2S主要產(chǎn)....

本文編號(hào)：4058657