论文部分内容阅读
化学链氧解耦燃烧技术（CLOU）是一种新型的化学链燃烧方式，不仅可以实现低能耗分离和捕集CO2，而且具有能量利用率高、抑制或根除NOx的生成等优点，为实现CO2减排提供了一个先进的发展方向。本文就实现燃料的化学链氧解耦燃烧过程，在流化床反应器上对氧载体进行了系统研究。利用热力学软件HSC Chemistry对Cu2O吸氧反应的吉布斯自由能和化学平衡常数进行计算，然后用质能平衡模块模拟燃料反应器内温度变化情况，模拟结果显示：反应器内温度随氧载体转化率增加而升高，氧载体中添加惰性载体有利于抑制温度的增加。采用溶胶-凝胶法制备CuO/CuAl2O4氧载体，并通过XRD、BET、FSEM等对制备的氧载体进行物化性能表征。然后在流化床反应器中研究Cu基氧载体的吸氧/释氧性能，采用等温模式配合法对实验数据进行动力学特性分析，得到Cu基氧载体吸氧和释氧反应的最概然机理函数。在流化床反应器中研究Cu基氧载体与气体燃料和固体燃料的CLOU燃烧过程。结果表明：Cu基氧载体能够很好的适用于化学链氧解耦燃烧过程中，氧载体释氧速率大于燃料的耗氧速率，完全能够满足燃料燃烧对O2的需求，而且燃料的反应速率随反应温度的升高而增加。固体燃料的转化速率不仅受温度的影响，还取决于固体燃料本身的性质，挥发分含量高的燃料转化速率比挥发分含量低的燃料转化速率快。但是，高挥发分含量也会导致反应器出口CO的浓度增加。经过处理后的煤焦，在还原反应过程中CO的生成量大幅度减少。