煤化學鏈燃燒鈣基復合載氧體的制備及性能研究.pdf

1、煤直接化學鏈燃燒技術受到了廣泛關注，該技術將載氧體與煤在燃料反應器中直接接觸，以水蒸氣為氣化介質，通過載氧體釋放的晶格氧來實現(xiàn)合成氣的還原反應。載氧體制備是該技術工業(yè)應用的關鍵技術之一。本文針對CaSO4載氧體在煤直接化學鏈燃燒應用中存在的問題，通過添加助劑及惰性載體，制備了系列鈣基復合載氧體。在流化床內，以水為流化氣化介質對其性能進行了探索，主要內容如下:
　　(1)以工業(yè)級CaSO4和膨潤土為原料，采用機械混合造粒規(guī)?；苽淞?/p>

2、CaSO4/Bentonite復合載氧體。CaSO4含量為60wt.％的CaSO4/Bentonite載氧體具有高的反應活性及抗磨損能力，磨損率為0.089％·h-1。在800～900℃，載氧體與煤反應活性隨溫度升高而增強。反應溫度為900℃時，氣體產物中CO2平均濃度為89.52％。七次循環(huán)反應后，碳轉化效率在70％以上，CO2的平均體積含量保持在80％左右。X射線衍射分析表明，載氧體的還原產物為CaS，未生成CaO副產物。
　

3、　(2)將CaSO4/Bentonite載氧體浸漬在Fe(NO3)3溶液中，制備了Fe2O3為活性助劑的CaSO4-Fe2O3/Bentonite載氧體，考察了載氧體的煤化學鏈燃燒反應特性。反應溫度為900℃時，碳轉化率達到95％所需的時間為20.8min，尾氣中CO2濃度為95.99％，載氧體表現(xiàn)出高的反應活性。10次氧化/還原反應之后，載氧體保持良好的循環(huán)反應活性，氣體產物中CO2濃度保持在80％以上。高揮發(fā)分高灰分的煤種更適于煤化

4、學鏈燃燒技術，不同的煤種氣體產物中CO2濃度均保持在90％以上。此外，粒度分布曲線表明循環(huán)反應中載氧體表現(xiàn)強的抗磨損能力。
　　(3)將CaSO4/Bentonite載氧體浸漬在K2CO3溶液中，制備了K2CO3修飾的CaSO4-K2CO3/Bentonite載氧體，考察了載氧體的煤化學鏈燃燒反應特性。900℃時，加入K2CO3后燃燒氣體產物CO2生成速率第4min時達到最大值，峰值達到0.45L·min-1，碳轉化率達到95％所