基于CaSO-,4-載氧體煤化學鏈燃燒分離CO-,2-研究.pdf

1、化石燃料燃燒排放的二氧化碳是導致全球變暖的主要原因之一,而且在未來相當長一段時間內(nèi),煤炭在全世界能源結(jié)構(gòu)中仍將占有重要地位。因此,迫切需要開展燃煤CO2減排技術(shù)研究。傳統(tǒng)燃燒方式產(chǎn)生的煙氣中CO2只占10％～14％,CO2的后續(xù)處理成本太高,而且CO2分離和壓縮技術(shù)需要消耗大量的能源?；瘜W鏈燃燒是一種新型的燃燒方式,它能在沒有能量損失的前提下,在燃燒過程中將CO2分離出來；其原理是利用載氧體在兩個反應器中循環(huán)過程,實現(xiàn)氧的轉(zhuǎn)移,載氧體首

2、先和空氣接觸進行氧化反應,生成氧化態(tài)載氧體,將空氣中的氧置換出來,然后氧化態(tài)載氧體與燃料接觸,進行還原反應,燃料的反應產(chǎn)物為CO2和H2O(汽),冷凝后剔除H2O,得到純凈的CO2。以此為研究背景,本文闡述了基于CaSO4載氧體的串行流化床煤化學鏈燃燒分離CO2技術(shù),深入研究了CaSO4載氧體的化學熱力學性能、串行流化床氣固流動特性、以及串行流化床煤化學鏈燃燒過程中煤氣化反應機理。 本論文首先分析了化學鏈燃燒新型載氧體CaSO4

3、的化學熱力學性能,以H2、CO為還原劑,獲得了反應溫度和反應物摩爾比對CaSO4的還原-氧化反應性能的影響,繪制了CaSO4競爭還原-氧化反應的平衡相圖,指明了CaSO4競爭還原-氧化反應中固相產(chǎn)物CaSO4、CaS、CaO的穩(wěn)定區(qū)域,闡明了CaSO4是一種較有前景的化學鏈燃燒的載氧體?；诨瘜W鏈燃燒原理,建立了串行流化床冷態(tài)實驗臺,對串行流化床氣固流動特性進行了實驗研究,研究并考察了循環(huán)床流化風速度、噴動床噴動風速度對串行流化床反應器