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煤直接化学链式燃烧特性研究

【摘要】:随着社会的快速发展,能源的需求已经成为了全世界范围关注的主要问题。然而,燃煤发电产生巨大经济效益的同时,其排放出的大量温室气体CO2却成为了全球环境破坏的主要因素。因此,对于减少温室气体C02的排放这一研究领域愈发受到了研究人员的广泛重视,固体化学链燃烧技术由于其固有的捕获高浓度C02的技术得到了广泛认可。 本文主要选用煤作为固体燃料,同时,选用制备的铁基载氧体作为反应的载氧体,在流化床实验台上对载氧体进行了一系列固体化学链燃烧反应实验研究,实验结果表明,载氧体质量相对于固体燃料质量过量对于反应是有利的,同时,通入水蒸气对于煤样与载氧体的反应也有着促进作用,而且即便在循环流化床反应器中,煤样与载氧体仍然难以完全发生还原反应。在针对氧化铁载氧体、镍基载氧体、天然铁矿石载氧体和铁酸镍载氧体进行的热重实验中,铁酸镍载氧体的反应转化率最高,然后是氧化镍载氧体和铁矿石载氧体,最后是氧化铁载氧体。为进一步研究发生还原反应时载氧体反应前后的物相组成变化,对四种反应前后的载氧体进行了XRD,SEM等实验表征,结果发现,铁基载氧体中的氧化铁发生还原反应后主要产物为四氧化三铁,镍基载氧体的还原产物则主要是镍单质,而铁酸镍载氧体的还原产物比较复杂,不容易再次发生氧化反应。基于上述内容,论文的研究成果对于固体化学链燃烧反应,以及在整个化学链燃烧技术中的实际应用具有一定的指导意义。

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