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化学链燃烧技术是一种洁净高效的新一代燃烧技术,可实现高效低成本的CO2捕集。化学链燃烧反应器由燃料反应器和空气反应器构成。燃料反应器如何从空气反应器中获得足够的热量来维持系统的连续运行以及氧载体床层温度如何稳定并避免热点的产生,是化学链燃烧技术在固定床类型反应器上走向应用必须要解决的问题。蓄热技术是解决热量在时间和空间上分布不平衡的重要手段,分为显热式和潜热(相变)式两种。本论文拟将相变蓄热技术应用于化学链燃烧过程,通过构筑蓄热功能化氧载体来解决固定床反应器中存在的氧载体床层温度不均且易出现热点和两反应器间换热困难等问题。论文首先通过不同Fe203活性组分比例和不同方法制备出一系列氧化铁基载氧材料,利用XRD、BET、H2-TPR和O2-TPD等技术对氧载体进行了表征,采用红外线气体分析仪对甲烷完全氧化时产物进行实时检测,对比了不同活性组分比例和制备方法制备的氧载体用于甲烷完全燃烧的性能。探讨了在不同温度和不同反应时间下,氧载体用于甲烷完全燃烧时的释氧量和释氧速率的变化。结果表明采用共沉淀法制备的氧载体具有较好的甲烷完全燃烧活性,活性组分为60wt%的氧载体在载氧量和释氧速率上具有明显优势,30次循环后甲烷转化率及产物中CO2选择性均未见明显降低。论文采用铝粉与氮气直接氮化法生成核为铝外层为氮化铝的核壳结构蓄热材料。利用TG、DSC、Raman、EDS和SEM对其进行了表征。DSC结果表明加入锂盐,增加反应时间有利于氮化反应,采用粗铝粉和碳酸锂机械研磨后在850℃反应2h制备的Al/AlN蓄热材料具有较好的高温蓄热性能和抗氧化能力,蓄热值达到225J/g。论文将Al/AlN蓄热材料引入到Fe2O3/Al2O3氧载体中制备出了Fe2O3/Al2O3-Al/AlN蓄热型氧载体,甲烷化学链完全燃烧结果表明Al/AlN蓄热材料的引入可明显降低高温阶段CO的生成量,有利于甲烷的完全燃烧。通过调整Ml/AlN的比例达到80wt%时,Al/AlN能够完全吸收Al/AlN空气氧化时放出的热量,表明Fe2O3/Al2O3-Al/AlN材料用于甲烷化学链燃烧同时实现了载氧和蓄热功能。