本文關(guān)鍵詞：鈣銅、鐵銅雙組分復合載氧體的化學鏈燃燒性能研究

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【摘要】：在世界各國對CO2減排高度重視的情況下,CO2捕集技術(shù),尤其是化學鏈燃燒技術(shù)日益受到各國的關(guān)注。對于煤炭資源豐富的中國,固體燃料化學鏈燃燒技術(shù)的研究顯得尤為重要。該技術(shù)中載氧體與固體燃料直接混合,通過載氧體的氧化還原來實現(xiàn)燃料的完全燃燒。載氧體的選擇和改性是該技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一。本文針對單組分CaSO4載氧體和Fe2O3載氧體在固體燃料直接化學鏈燃燒應(yīng)用中低反應(yīng)活性等問題,通過添加惰性載體及CuO進行改性。制備了兩種含銅雙組分復合載氧體,并在流化床中對載氧體性能進行考察,主要內(nèi)容有以下兩部分:(1)鈣銅復合載氧體本文以工業(yè)級CaSO4以及活性組分CuO前驅(qū)體硝酸銅為原料,膨潤土為惰性載體,利用機械混合法制備了鈣銅復合載氧體。鈣銅復合載氧體在氧化還原反應(yīng)后活性組分沒有轉(zhuǎn)化成惰性物質(zhì),活性組分穩(wěn)定。添加CuO后,反應(yīng)的碳轉(zhuǎn)化率、尾氣中CO2濃度和煤的燃燒效率均增加,載氧體反應(yīng)活性提高。CaSO4:CuO質(zhì)量比為10:1.5時復合載氧體的反應(yīng)活性更高。CaCu1.5載氧體在相對低的反應(yīng)溫度850°C下,能夠保持較高的反應(yīng)活性,碳轉(zhuǎn)化率達到91.27%,CO2平均濃度達到89.34%。CaCu1.5載氧體與神木煤進行十次循環(huán)反應(yīng),未發(fā)現(xiàn)有燒結(jié)現(xiàn)象,且碳轉(zhuǎn)化率均保持在93%以上,CO2平均濃度保持在85%以上,燃燒效率保持在86%以上,表現(xiàn)出較高的循環(huán)反應(yīng)活性。(2)鐵銅復合載氧體本文以活性組分Fe2O3和CuO的前驅(qū)體硝酸鐵和硝酸銅為原料,凹凸棒為惰性載體,利用溶膠-凝膠法制備了鐵銅復合載氧體。鐵銅復合載氧體在煅燒后以及還原反應(yīng)后活性組分沒有轉(zhuǎn)變成其他惰性物質(zhì)。CuFe2O4/ATP與曲靖褐煤反應(yīng),熱解反應(yīng)階段與化學鏈燃燒反應(yīng)階段碳轉(zhuǎn)化速率峰值較Fe2O3/ATP載氧體均增加,具有更高的反應(yīng)活性。在反應(yīng)溫度為850°C時,CuFe2O4/ATP與曲靖褐煤進行十次循環(huán)反應(yīng),碳轉(zhuǎn)化率均在94%以上,CO2平均濃度在93%以上,表現(xiàn)出較高的氧化還原活性和優(yōu)良的循環(huán)性能。循環(huán)反應(yīng)前后,載氧體粒徑更加均一,且中值粒徑減小較少,載氧體抗磨損性較好。鐵銅復合載氧體燃料適用性廣,更適用于褐煤、咖啡渣等高揮發(fā)分的燃料。
【關(guān)鍵詞】：鈣銅復合載氧體 鐵銅復合載氧體 流化床 化學鏈燃燒 固體燃料
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 符號說明8-9
• 1 文獻綜述9-29
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 二氧化碳分離技術(shù)簡介10-13
• 1.3 化學鏈燃燒技術(shù)的研究進展13-26
• 1.3.1 化學鏈燃燒技術(shù)簡介13-14
• 1.3.2 化學鏈燃燒技術(shù)研究進展14-20
• 1.3.3 化學鏈燃燒反應(yīng)器的研究進展20-23
• 1.3.4 化學鏈技術(shù)拓展技術(shù)研究進展23-26
• 1.4 本章總結(jié)及展望26-27
• 1.5 本文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點27-29
• 1.5.1 研究內(nèi)容27
• 1.5.2 創(chuàng)新點27-29
• 2 鈣銅復合載氧體化學鏈燃燒反應(yīng)特性的研究29-41
• 2.1 引言29
• 2.2 載氧體樣品的制備29-30
• 2.3 實驗部分30-33
• 2.3.1 實驗裝置及流程30-32
• 2.3.2 實驗條件及數(shù)據(jù)處理方法32-33
• 2.4 結(jié)果與討論33-38
• 2.4.1 鈣基復合載氧體的抗磨損性能33-34
• 2.4.2 CuO對鈣基復合載氧體的影響34-35
• 2.4.3 CuO添加量的影響35-37
• 2.4.4 不同溫度下CaCu1.5 載氧體的反應(yīng)特性37
• 2.4.5 CaCu1.5 載氧體的循環(huán)反應(yīng)性37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-41
• 3 鐵銅復合載氧體化學鏈燃燒反應(yīng)特性的研究41-51
• 3.1 引言41-42
• 3.2 實驗部分42-43
• 3.2.1 實驗材料及載氧體的制備42
• 3.2.2 實驗條件及流程42-43
• 3.2.3 數(shù)據(jù)處理43
• 3.3 結(jié)果與討論43-48
• 3.3.1 載氧體的表征43-44
• 3.3.2 助劑CuO的影響44-46
• 3.3.3 循環(huán)次數(shù)的影響46-48
• 3.3.4 不同燃料的影響48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 結(jié)論與展望51-53
• 結(jié)論51
• 展望51-53
• 參考文獻53-59
• 致謝59-61
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄61-62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王坤;趙海波;田鑫;梅道鋒;方彥飛;馬t晨;鄭楚光;;合成銅基氧載體和銅礦石的煤化學鏈氧解耦燃燒的比較[J];煤炭學報;2015年11期

2 楊明明;劉永卓;賈偉華;胡修德;郭慶杰;;Fe_2O_3/ATP載氧體制備及煤化學鏈燃燒性能研究[J];燃料化學學報;2015年02期

3 胡修德;賈偉華;劉永卓;楊明明;郭慶杰;;K_2CO_3修飾鈣基載氧體的煤化學鏈氣化反應(yīng)特性[J];高�；瘜W工程學報;2015年01期

4 郭磊;趙海波;楊偉進;鄭楚光;;基于銅基氧載體的生物質(zhì)化學鏈氧解耦[J];燃燒科學與技術(shù);2014年06期

5 史建公;劉志堅;趙良英;張毅;張敏宏;;二氧化碳有機胺吸收劑研究進展[J];中外能源;2014年09期

6 李渠;覃吳;張俊姣;程偉良;董長青;;Mn-Fe_2O_3載氧體作用下CO化學鏈燃燒特性及動力學研究[J];燃料化學學報;2014年08期

7 HUSEYIN Sozen;WEI Guo-qiang;LI Hai-bin;HE Fang;HUANG Zhen;;Chemical-looping gasification of biomass in a 10 kW_(th) interconnected fluidized bed reactor using Fe_2O_3/Al_2O_3 oxygen carrier[J];燃料化學學報;2014年08期

8 賈偉華;劉永卓;胡修德;楊明明;郭慶杰;;煤化學鏈燃燒中CaSO_4/膨潤土復合載氧體的反應(yīng)特性[J];化學反應(yīng)工程與工藝;2014年01期

9 黃振;何方;李新愛;趙坤;李海濱;;Fe基氧載體的生物質(zhì)化學鏈氣化過程熱力學分析及實驗研究[J];太陽能學報;2013年11期

10 魏國強;何方;SOZEN H;李海濱;黃振;;生物質(zhì)氣化串行流化床反應(yīng)器設(shè)計及冷態(tài)模擬實驗研究[J];天然氣化工(C1化學與化工);2013年04期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 賈偉華;煤化學鏈燃燒鈣基復合載氧體的制備及性能研究[D];青島科技大學;2014年

2 李君;并行流化床化學鏈燃燒系統(tǒng)設(shè)計及實驗研究[D];華北電力大學（北京）;2010年

3 周樹理;非混合燃燒中CaSO_4載氧體的研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2007年

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本文編號：570902