贵州六枝煤与CuFeMnO_(4)复合氧载体化学链燃烧时硫演化特性

1

作者 李炜光 丁宁 +5 位作者 林德顺 王梦家 屈鑫鑫 姚丹毅 郝帅 王保文 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第6期209-217,共9页

煤中黄铁矿硫含量较高,直接用于煤化学链燃烧,迁移复杂、造成诸多不利影响,需予以重点关注。选取贵州六枝煤(LZ),对其进行酸洗脱灰及定向去除黄铁矿硫后、再添加定量黄铁矿模型化合物作为燃料(LZ-DP+FeS_(2)),自制CuFeMnO_(4)复合氧载体... 煤中黄铁矿硫含量较高,直接用于煤化学链燃烧,迁移复杂、造成诸多不利影响,需予以重点关注。选取贵州六枝煤(LZ),对其进行酸洗脱灰及定向去除黄铁矿硫后、再添加定量黄铁矿模型化合物作为燃料(LZ-DP+FeS_(2)),自制CuFeMnO_(4)复合氧载体,在双温管式炉中,对二者在不同温度下反应时氧的传递、硫的演化及交互作用加以系统研究。结果显示,Mn的掺杂有效增强CuFeMnO_(4)中Fe^(3+)的还原、氧的传递及其反应活性;LZ-DP+FeS_(2)煤单独热解时其中黄铁矿硫演化复杂并产生H_(2)S、SO_(2)、COS和CS_(2)等不同气相硫组分,而加入定量CuFeMnO_(4)时先后分解释放O_(2)并传递其中晶格氧,使各类气相硫在高温下被充分氧化形成更多的SO_(2)。多次循环试验显示,CuFeMnO_(4)在保持良好再生能力的同时,定向固硫能力增强,在煤化学链燃烧中具有极大的应用潜力。 展开更多

关键词 六枝煤 化学链燃烧 CuFeMnO_(4)氧载体 黄铁矿 硫演化

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准东煤半焦赤铁矿载氧体化学链燃烧及碱(土)金属迁移特性 被引量：2

2

作者 刘银河 王儒儒 +3 位作者 关昱 林啸龙 王博 王园园 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1148-1160,共13页

准东煤在常规燃烧利用过程中出现严重的积灰结渣和CO_(2)排放等问题,极大地限制了其低碳清洁高效利用。采用中低温热解低阶煤生产半焦、焦油和热解气是煤炭分质分级利用的龙头技术,准东高碱煤热解半焦气化活性高,采用化学链燃烧方式有... 准东煤在常规燃烧利用过程中出现严重的积灰结渣和CO_(2)排放等问题,极大地限制了其低碳清洁高效利用。采用中低温热解低阶煤生产半焦、焦油和热解气是煤炭分质分级利用的龙头技术,准东高碱煤热解半焦气化活性高,采用化学链燃烧方式有利于实现其低碳清洁高效转化。以CO_(2)为气化介质,赤铁矿石为载氧体,在固定床上开展准东煤半焦原位气化化学链燃烧特性研究,并探究了准东煤半焦中碱(土)金属(AAEMs)的迁移转化规律。研究表明,赤铁矿载氧体能够显著提高固定床反应器出口烟气中CO_(2)体积分数,然而随着载氧体与半焦质量比(mOC/mC)不断增加,CO_(2)体积分数先急剧增加而后趋于不变,最佳的mOC/mC为50:1,而700℃热解制取的准东煤半焦经酸洗脱灰处理后固定床反应器出口相应烟气中CO_(2)的选择性降低了8.95%,这表明准东煤半焦中具有催化活性的AAEMs显著影响其化学链燃烧性能。赤铁矿载氧体对准东煤半焦表面AAEMs的分布也有显著影响,与未加入时相比,Na、K元素在半焦表面呈现较为明显的团簇富集,Ca、Mg元素在空间分布上呈更为明显的依赖关系。采用原位气化化学链燃烧方式后准东煤半焦中的AAEMs向赤铁矿载氧体中发生迁移与转化,并生成霞石(NaAlSiO_(4))、钾长石(KAlSi_(3)O_(8))、钙铝黄长石(Ca_(2)Al_(2)SiO_(7))、镁橄榄石(Mg_(2)SiO_(4))等高熔点矿物质,有效抑制了准东煤半焦中AAEMs向气相的挥发。 展开更多

关键词 准东煤半焦 赤铁矿载氧体 碱(土)金属 化学链燃烧 分质分级利用

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CeO_(2)载氧体对煤化学链燃烧中汞迁移影响机制 被引量：1

3

作者 王旭栋 刘敦禹 +3 位作者 许开龙 刘秋祺 范昀培 金晶 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2191-2200,共10页

汞污染因其对人类和生态系统的严重危害而日益受到人们的关注,本研究旨在分析CeO_(2)载氧体在煤化学链燃烧过程中对汞迁移的影响。通过实验比较了“CeO_(2)+煤”“SiO_(2)+煤”“煤”在流化床反应器中的燃烧状况,在气化氛围中,载氧体与... 汞污染因其对人类和生态系统的严重危害而日益受到人们的关注,本研究旨在分析CeO_(2)载氧体在煤化学链燃烧过程中对汞迁移的影响。通过实验比较了“CeO_(2)+煤”“SiO_(2)+煤”“煤”在流化床反应器中的燃烧状况,在气化氛围中,载氧体与煤反应主要转化为CO_(2)和少量CO、CH_(4)、H_(2)等成分,“CeO_(2)+煤”体系消耗了最多的O_(2),产生了最多的CO_(2),表明CeO_(2)载氧体促使煤燃烧更加充分。汞在气化氛围下主要以Hg^(0)的形式释放,“CeO_(2)+煤”的Hg^(0)释放量占总汞量的49.75%,明显低于无载氧体组。汞在空气氛围下主要以Hg^(2+)的形式再次微量释放,“CeO_(2)+煤”的Hg^(0)和Hg^(2+)释放量均低于纯煤组。通过改变CeO_(2)载氧体和煤之间的不同位置,表明在气化氛围下CeO_(2)载氧体对Hg^(0)的吸附作用很弱,其催化性和释氧作用是脱除Hg^(0)的关键因素,且催化性占据主要地位。在气化氛围下,CO_(2)可以补充CeO_(2)中消耗掉的晶格氧使其具有更好的催化和再生性能。通过对还原/氧化后CeO_(2)载氧体进行XPS(X射线光电子能谱分析仪)分析,发现Ce 3d中的Ce^(3+)峰值消失全部转化为Ce^(4+),表明CeO_(2)载氧体具有良好的再生性能。 展开更多

关键词 化学链燃烧 二氧化铈 载氧体 煤 汞

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固体燃料低碳燃烧技术研究进展 被引量：3

4

作者 郑植 沈骏 +1 位作者 刘雪松 韩震晴 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第11期70-80,共11页

相较于传统燃烧方式,固体燃料低碳燃烧技术不仅能更好地提升能源的使用效率,还可以在一定程度上减少环境污染。目前较为成熟的固体燃料低碳燃烧技术包括煤掺氨燃烧、煤掺生物质燃烧、化学链燃烧和富氧燃烧。以煤掺氨燃烧的掺氨比、煤掺... 相较于传统燃烧方式,固体燃料低碳燃烧技术不仅能更好地提升能源的使用效率,还可以在一定程度上减少环境污染。目前较为成熟的固体燃料低碳燃烧技术包括煤掺氨燃烧、煤掺生物质燃烧、化学链燃烧和富氧燃烧。以煤掺氨燃烧的掺氨比、煤掺生物质燃烧的生物质掺混比、化学链燃烧的载氧体及反应条件、富氧燃烧的反应条件及污染物排放等作为切入点,综述了固体燃料低碳燃烧技术的发展现状,并对其未来的发展进行了展望。对比不同形式煤燃烧的工况,发现掺氨比、生物质掺混比对煤燃烧过程氮氧化物排放量影响较大,甚至会影响锅炉的运行环境和整体效益。化学链燃烧和富氧燃烧可以提高CO_(2)捕集效率,促进碳的转化,提高氧释放率,进而提高化学反应速率。 展开更多

关键词 煤掺氨燃烧 煤掺生物质燃烧 化学链燃烧 富氧燃烧 污染物控制

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钾修饰铁锆氧载体制备及煤化学链燃烧中钾元素赋存形态探究

5

作者 魏国兴 刘涛 +1 位作者 宋方林 焦发存 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2338-2344,共7页

考察了制备条件对载氧体性能的影响,并通过HSC Chemistry考察了温度与还原度(R_(ox))对钾元素赋存形态的影响。结果表明,最佳制备条件为:ZrO_(2)的添加量为30%,K_(2)CO_(3)的添加量为5%,载氧体的煅烧温度为800℃。煤过量或较高时钾元素... 考察了制备条件对载氧体性能的影响,并通过HSC Chemistry考察了温度与还原度(R_(ox))对钾元素赋存形态的影响。结果表明,最佳制备条件为:ZrO_(2)的添加量为30%,K_(2)CO_(3)的添加量为5%,载氧体的煅烧温度为800℃。煤过量或较高时钾元素的赋存形态主要为气态钾单质K(g)。而在系统中载氧体含量足量或过量时,在高温时钾元素的主要赋存形态转变为了KFeO_(2)。并且只有在反应温度较低且载氧体还原程度较深时,钾元素才能保持以K_(2)CO_(3)的原形式存在。 展开更多

关键词 煤 载氧体 化学链燃烧 HSC Chemistry模拟 钾赋存形态

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化学链燃烧中煤灰原位改性对钙基载氧体炭沉积的影响

6

作者 梁国威 金晶 +1 位作者 董波 侯封校 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4253-4261,共9页

在流化床中利用准东煤灰负载在钙基载氧体上,对钙基载氧体进行原位改性,从而制备改性的CaSO_(4)-Ash复合载氧体。借助TG-MS实验中的CO_(2)离子流量强度曲线,考察准东煤灰负载量对载氧体还原反应过程中炭沉积特性的影响规律,并通过固固... 在流化床中利用准东煤灰负载在钙基载氧体上,对钙基载氧体进行原位改性,从而制备改性的CaSO_(4)-Ash复合载氧体。借助TG-MS实验中的CO_(2)离子流量强度曲线,考察准东煤灰负载量对载氧体还原反应过程中炭沉积特性的影响规律,并通过固固反应与气固反应定量耦合实验,探究炭沉积的来源。结果表明:炭沉积量随原位改性制备过程中煤灰比例升高先减少后增加,添加质量分数为10%的准东煤灰制备的CaSO_(4)-10Ash复合载氧体能够最大程度降低炭沉积问题,减少了79.5%的炭沉积。固固反应中随煤灰负载比例升高,煤焦炭残留量减少,气固反应中煤灰负载比例大于5%时,复合载氧体性能开始呈下降趋势,积炭量开始增多;当煤灰负载比例大于10%时,随负载比例继续升高而增多的炭沉积的量主要来自于CO分解产生的积炭。 展开更多

关键词 化学链燃烧 准东煤 煤灰改性 CaSO_(4)载氧体

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基于双因子学习曲线模型的化学链燃煤电站技术经济性 被引量：1

7

作者 叶骥 陈创庭 +5 位作者 黄慧 匡草 洪瑜武 徐祖伟 刘靖康 赵海波 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期82-89,共8页

化学链燃烧(CLC)被认为是最有前途的碳捕集利用和封存技术之一,其成本是走向商业应用必须考虑的一个重要因素,但目前尚无对CLC燃煤发电技术进行成本变化预测的相关研究。对CLC燃煤电站(2×350 MW)进行技术经济性分析,得到CLC改造电... 化学链燃烧(CLC)被认为是最有前途的碳捕集利用和封存技术之一,其成本是走向商业应用必须考虑的一个重要因素,但目前尚无对CLC燃煤发电技术进行成本变化预测的相关研究。对CLC燃煤电站(2×350 MW)进行技术经济性分析,得到CLC改造电站的发电成本为419.595元/MWh,二氧化碳减排成本和碳捕集成本分别为96.142、85.847元/t(以CO_(2)计,下同)。为预测CLC燃煤电站的投资成本变化趋势,提出一种新的学习速率模型并获得双因子学习曲线。然后考虑基准、高速、低速3种技术发展情景,对CLC技术的中长期成本进行预测。结果显示,随着累计装机容量和研发投入的增加,发电成本将逐步下降。基准情景下CLC电站的发电成本可下降至311.767元/MWh,降幅在100元/MWh以上;高速情景下CLC电站的单位投资成本降至2593.789元/kW,接近传统燃煤电站水平,发电成本降至202.689元/MWh,与常规CFB电站相比成本优势明显。 展开更多

关键词 化学链燃烧 碳捕集 燃煤电站 技术经济分析 学习曲线

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计及负荷跟踪性能的燃煤-碳捕集耦合发电系统运行优化研究

8

作者 范永胜 陈显浩 吴啸 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1760-1768,1789,共10页

针对燃煤-碳捕集耦合发电机组,提出一种计及负荷跟踪性能的系统运行优化方法。该方法基于燃煤-化学吸收燃烧后碳捕集耦合发电系统的稳态模型和闭环动态模型,综合考虑燃料成本、维护成本、碳排放惩罚和电负荷跟踪偏差惩罚成本等指标,优... 针对燃煤-碳捕集耦合发电机组,提出一种计及负荷跟踪性能的系统运行优化方法。该方法基于燃煤-化学吸收燃烧后碳捕集耦合发电系统的稳态模型和闭环动态模型,综合考虑燃料成本、维护成本、碳排放惩罚和电负荷跟踪偏差惩罚成本等指标,优化燃煤-碳捕集耦合发电系统电碳指令。结果表明:相较于常规方法,所提方法可以将短时间尺度电负荷跟踪偏差惩罚成本降低25.86%,将系统运行总成本降低0.57%,实现燃煤发电机组与化学吸收燃烧后碳捕集系统的协同灵活运行。 展开更多

关键词 燃煤发电机组 化学吸收燃烧后碳捕集 负荷跟踪性能 运行优化 闭环动态模型

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碱土金属Ca对铁矿石载氧体煤化学链燃烧的影响 被引量：14

9

作者 张思文 沈来宏 +2 位作者 肖军 顾海明 宋涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期39-45,9,共7页

在流化床上利用碱土金属Ca对铁矿石载氧体进行修饰,研究了Ca负载量、反应温度和循环次数对煤化学链催化燃烧的影响。结果表明:随着Ca负载量的增加,煤化学链燃烧的反应速率加快,碳转化率有效提高,气体产物浓度达到峰值的时间提前,反应后... 在流化床上利用碱土金属Ca对铁矿石载氧体进行修饰,研究了Ca负载量、反应温度和循环次数对煤化学链催化燃烧的影响。结果表明:随着Ca负载量的增加,煤化学链燃烧的反应速率加快,碳转化率有效提高,气体产物浓度达到峰值的时间提前,反应后期气体产物的衰减速率变大,整个反应期间CO浓度明显减少,CO2、H2浓度增大。在800～960℃区间内,6%Ca-铁矿石的碳转化率和CO2体积份额均先增大后减小,920℃时对煤化学链催化燃烧效果最为显著,碳转化率和CO2体积份额高达91.2%和95%。19次循环实验后Ca对煤化学链燃烧仍有较好的催化效果,说明Ca-铁矿石具有较强的持续循环能力。扫描电镜表明Ca-铁矿石颗粒表面轻微烧结,表面晶粒存在较多裂纹和缝隙。 展开更多

关键词 化学链燃烧 催化气化 铁矿石 钙 煤

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基于赤铁矿载氧体的串行流化床煤化学链燃烧试验 被引量：22

10

作者 顾海明 吴家桦 +2 位作者 郝建刚 沈来宏 肖军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第17期51-56,共6页

建立1kW级串行流化床反应器系统,以赤铁矿为载氧体进行了煤化学链燃烧试验。验证载氧体的持续循环能力,讨论燃料反应器温度对气体产物组成及CO2捕集效率的影响。在连续10h的试验中,载氧体展现出良好的稳定性和反应活性;随着温度由900℃... 建立1kW级串行流化床反应器系统,以赤铁矿为载氧体进行了煤化学链燃烧试验。验证载氧体的持续循环能力,讨论燃料反应器温度对气体产物组成及CO2捕集效率的影响。在连续10h的试验中,载氧体展现出良好的稳定性和反应活性;随着温度由900℃升到985℃,燃料反应器中CO和CO2浓度迅速增加,空气反应器中CO2浓度则呈线性下降;较高的温度有利于提高CO2捕集效率。用BET比表面积、扫描电子显微镜和X-射线衍射对使用前后的载氧体进行表征,结果表明:表面轻微的烧结导致使用过的载氧体比表面积和空隙容积都有所下降;载氧体仍保持多孔结构,这有利于其与气体之间的反应。由于喷动床高速射流的存在,载氧体颗粒之间没有团聚现象。该种赤铁矿是实现煤化学链燃烧比较理想的载氧体。 展开更多

关键词 化学链燃烧 串行流化床 煤 载氧体 赤铁矿

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以煤为燃料的化学链燃烧研究进展 被引量：14

11

作者 李振山 鲍金花 +2 位作者 孙宏明 徐雷 蔡宁生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第29期5131-5139,共9页

从3个方面介绍以煤为燃料的化学链燃烧的研究进展。在载氧体方面,研究载氧体的气固反应特性,采用表面光滑的Fe多晶片作为反应物,借助扫描电镜观测固体产物,剥离了孔隙结构的影响,解决固体产物微观形貌难以直接观察的问题;建立了基于分... 从3个方面介绍以煤为燃料的化学链燃烧的研究进展。在载氧体方面,研究载氧体的气固反应特性,采用表面光滑的Fe多晶片作为反应物,借助扫描电镜观测固体产物,剥离了孔隙结构的影响,解决固体产物微观形貌难以直接观察的问题;建立了基于分子尺度固体产物成核与生长的速率方程,从微观分子尺度来描述宏观的动力学行为;建立活性成分与惰性载体间相互作用力模型;提出通过引入外来离子提高天然钛铁矿载氧体反应活性的方法。在煤与载氧体相互作用方面,考虑了挥发分、煤灰对载氧体的影响;采用催化气化使气化速率与还原速率相匹配;煤的破碎、磨耗及分层会导致燃料反应器内气体的不完全转化。在反应器方面,建立了双循环回路的三流化床实验台,实现了140h稳定热态运行;并提出采用下行床、低温化学链燃烧和直接化学链燃烧的概念来转化未反应气体。 展开更多

关键词 化学链燃烧 煤 气固反应 载氧体 反应器

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基于CaSO_4载氧体的煤化学链燃烧还原反应实验研究 被引量：20

12

作者 秦翠娟 沈来宏 +1 位作者 郑敏 肖军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第17期43-50,共8页

基于CaSO4载氧体的煤化学链燃烧技术,采用小型流化床模拟燃料反应器,对煤气化–CaSO4还原反应展开实验研究。水蒸气作为气化及流化介质,煤气化气体产物(CO、CH4、H2)与CaSO4发生还原反应。结果表明,煤气化是煤气化–CaSO4还原反应过程... 基于CaSO4载氧体的煤化学链燃烧技术,采用小型流化床模拟燃料反应器,对煤气化–CaSO4还原反应展开实验研究。水蒸气作为气化及流化介质,煤气化气体产物(CO、CH4、H2)与CaSO4发生还原反应。结果表明,煤气化是煤气化–CaSO4还原反应过程的控制步骤;CH4、H2累积量随温度升高呈减少趋势,高于950℃时反应产物中无CH4、H2,温度低于950℃时CO累积量随温度增高亦呈减少趋势,但高于950℃时CO累积量随温度升高反而略有增加;煤气化反应的碳气化效率以及煤气化–CaSO4还原反应的C–CO2转化率均随温度而增大,最大值分别达95.9%、91.5%。CaSO4在CH4、H2气氛的反应活性随温度升高而显著提高,而在CO气氛下其反应活性较弱;煤气化–CaSO4还原反应后的载氧体颗粒出现轻微磨损,扫描电镜分析表明反应后载氧体颗粒的比表面积增大,950℃时存在轻微烧结现象,但对载氧体反应活性影响不大。 展开更多

关键词 化学链燃烧 CaSO4载氧体 煤 CO2分离

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基于赤铁矿载氧体的煤化学链燃烧试验 被引量：18

13

作者 顾海明 沈来宏 +2 位作者 吴家桦 肖军 张思文 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期179-185,共7页

化学链燃烧是一种具有CO2内分离特性的燃烧方式。以赤铁矿为载氧体,在1kWth级串行流化床上进行了煤化学链燃烧试验。讨论了燃料反应器温度对气体产物组分的影响;比较了各反应参数对煤气化效率、煤气化产物的转化效率及碳捕集效率的影响... 化学链燃烧是一种具有CO2内分离特性的燃烧方式。以赤铁矿为载氧体,在1kWth级串行流化床上进行了煤化学链燃烧试验。讨论了燃料反应器温度对气体产物组分的影响;比较了各反应参数对煤气化效率、煤气化产物的转化效率及碳捕集效率的影响情况,分析了煤中硫的排放问题。试验结果表明:温度由900℃升高到985℃,燃料反应器中CO体积份额逐渐增加,CO2体积份额逐渐减小,空气反应器中CO2浓度呈线性下降。燃料反应器温度的升高促进煤气化效率及碳捕集效率大大提高。载氧体量和系统负荷是煤气化产物转化效率的主要影响因素,载氧体量的增加和负荷的增加分别会使煤气化产物转化效率提高和下降。燃料反应器中的硫主要以SO2形式存在于燃料反应器,随温度的升高,SO2浓度由515×10-6逐渐增加到562×10-6。 展开更多

关键词 串行流化床 煤 化学链燃烧 载氧体 铁矿石

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钠修饰铁矿石载氧体的串行流化床煤化学链燃烧试验 被引量：9

14

作者 张思文 沈来宏 +2 位作者 顾海明 刘卫东 葛晖俊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期4187-4195,共9页

利用1 kWth串行流化床反应器对钠修饰铁矿石载氧体进行试验研究,考察燃料反应器温度对煤化学链催化燃烧特性的影响。结果表明,钠在820～920℃温度下显著促进了煤气化反应的进行,随着燃料反应器温度的提高,使用Na-铁矿石时燃料反应器出口... 利用1 kWth串行流化床反应器对钠修饰铁矿石载氧体进行试验研究,考察燃料反应器温度对煤化学链催化燃烧特性的影响。结果表明,钠在820～920℃温度下显著促进了煤气化反应的进行,随着燃料反应器温度的提高,使用Na-铁矿石时燃料反应器出口CO2浓度明显增大,CO浓度明显降低,在920℃时CO2捕集效率和碳捕集效率分别达到78.60%和80.54%,而使用纯铁矿石时CO2捕集效率和碳捕集效率仅为40.27%和45.65%。在高温950℃时Na-铁矿石活性下降,出现烧结和团聚现象,燃料反应器出现滞流态化现象,这可能是钠的化合物熔点较低和载氧体过度还原所导致的。XRD和SEM分析结果显示钠修饰铁矿石促使更多的Fe2O3被还原为Fe3O4。 展开更多

关键词 煤燃烧 催化 二氧化碳 铁矿石 化学链燃烧

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基于钾基修饰铁矿石载氧体的煤化学链燃烧循环实验 被引量：9

15

作者 顾海明 沈来宏 +2 位作者 肖军 张思文 宋涛 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期927-934,共8页

对天然的铁矿石加以钾基修饰,在流化床上进行了煤化学链燃烧循环实验。研究了改性后的铁矿石对气体产物浓度及含碳气体体积分数影响的持续力。钾基铁矿石缩短了反应时间并明显提高了CO2浓度;在20次循环中,钾基铁矿石能明显提高CO2体积... 对天然的铁矿石加以钾基修饰,在流化床上进行了煤化学链燃烧循环实验。研究了改性后的铁矿石对气体产物浓度及含碳气体体积分数影响的持续力。钾基铁矿石缩短了反应时间并明显提高了CO2浓度;在20次循环中,钾基铁矿石能明显提高CO2体积分数并降低CO体积分数,11次循环后,CO2体积分数稍有减少,CO体积分数略有增加。借助于扫描电镜与电子能谱(SEM-EDX)和X射线衍射(XRD),对不同循环后的载氧体进行表征。与纯铁矿石相比,前10次循环钾基铁矿石载氧体表面严重烧结,20次循环之后烧结减轻,恢复多孔结构。结果表明,钾基铁矿石载氧体中KFe11O17或其衍生物对煤气化有催化作用;在20次循环中存在钾流失现象;20次循环后钾基铁矿石载氧体能完全氧化为Fe2O3。 展开更多

关键词 钾 铁矿石 煤 化学链燃烧

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Fe_2O_3/ATP载氧体制备及煤化学链燃烧性能研究 被引量：17

16

作者 杨明明 刘永卓 +2 位作者 贾伟华 胡修德 郭庆杰 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期167-176,共10页

以天然凹凸棒(ATP)为载体,分别利用机械混合法、浸渍法和溶胶-凝胶法制备了3种铁基复合载氧体。利用X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、N2-吸附脱附等温线等对其进行物化表征,并在900℃流化床中考察其煤化学链燃烧反应性能。结果表明,ATP能显... 以天然凹凸棒(ATP)为载体,分别利用机械混合法、浸渍法和溶胶-凝胶法制备了3种铁基复合载氧体。利用X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、N2-吸附脱附等温线等对其进行物化表征,并在900℃流化床中考察其煤化学链燃烧反应性能。结果表明,ATP能显著增加载氧体比表面积和抗磨损能力,并对煤转化过程有催化作用,其与Fe2O3的协同作用使初始碳转化速率显著提高。溶胶-凝胶法制备的U-Fe4ATP6表面Ca元素含量为4.3%,比表面积为4.920 7 m2/g,均高于其他两种载氧体,表现出更高的催化性能和反应活性:初始碳转化速率为0.168 min-1,平均CO2浓度为98.6%,燃烧效率为98.7%。20次反应后,U-Fe4ATP6催化性能略有降低,对应的初始碳转化速率降至0.108 min-1,停留时间t95延长到18 min;且能维持较高的反应活性,对应的CO2捕集效率和燃烧效率分别稳定在98.6%和96.7%。 展开更多

关键词 煤 化学链燃烧 铁基载氧体 凹凸棒 载体 流化床

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煤化学链燃烧技术的研究进展 被引量：17

17

作者 王保文 赵海波 +2 位作者 郑瑛 柳朝晖 郑楚光 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期544-550,共7页

介绍了国内外煤化学链燃烧技术的研究和发展状况,分析了其技术特点、限制环节、改进措施和发展方向.相对于以煤气化产物为燃料的煤间接化学链燃烧技术,直接以煤为燃料的化学链燃烧技术系统简单、运行成本低,具有显著的经济优势,但是过... 介绍了国内外煤化学链燃烧技术的研究和发展状况,分析了其技术特点、限制环节、改进措施和发展方向.相对于以煤气化产物为燃料的煤间接化学链燃烧技术,直接以煤为燃料的化学链燃烧技术系统简单、运行成本低,具有显著的经济优势,但是过低的煤气化速率是其中的限制环节.为了提高煤的气化速率、促进煤的充分转化,需要从氧载体和煤质的选择及活化、运行参数的优化和燃料反应器结构的改进等方面进行全面考虑.高性能氧载体是煤化学链燃烧技术的基础,深入研究煤中硫组分和灰分的演化及其对氧载体活性的影响非常必要.另外,氧解耦煤化学链燃烧技术以及基于煤化学链制氢技术也需要重视. 展开更多

关键词 煤 CO2捕获 化学链燃烧技术 氧载体 煤气化速率 研究进展

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惰性载体Al_2O_3对Fe_2O_3及CuO氧载体煤化学链燃烧的影响 被引量：16

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作者 王保文 赵海波 +3 位作者 郑瑛 柳朝晖 郑楚光 晏蓉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第32期53-61,共9页

氧载体是煤化学链燃烧技术的基础,惰性载体则是其中的必要组成部分,起着重要的作用。以Al2O3作为典型惰性载体,采用热重分析仪、红外频谱仪、场发射扫描电镜和能谱分析仪以及X衍射仪,对六盘水贫煤与Fe2O3、CuO基氧载体的反应进行了详细... 氧载体是煤化学链燃烧技术的基础,惰性载体则是其中的必要组成部分,起着重要的作用。以Al2O3作为典型惰性载体,采用热重分析仪、红外频谱仪、场发射扫描电镜和能谱分析仪以及X衍射仪,对六盘水贫煤与Fe2O3、CuO基氧载体的反应进行了详细的研究。研究发现,Al2O3的引入,使得Fe2O3、CuO基氧载体表面积增大、孔径分布更为优化,而且对氧载体与六盘水贫煤一次热解产物的反应是有利的,能够促进氧载体中更多晶格氧的传递,Fe2O3基氧载体中有更多的Fe2O3还原为低于Fe3O4价态的氧化物,而CuO基氧载体中CuO除了还原为Cu、Cu2O外,其中的CuAl2O4也有一定的反应活性,被还原为CuAlO2。与LPS煤反应时,Fe2O3深度还原产物与部分Al2O3及煤中的SiO2反应生成Fe3Al2(SiO4)3,而CuO则与Al2O3及六盘水贫煤反应生成了(Cu0.215Mg1.785)(Al4Si5O18)复合物。 展开更多

关键词 煤 CO2捕获 化学链燃烧 Fe2O3、CuO氧载体 惰性载体Al2O3

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CaSO_4氧载体煤基合成气化学链燃烧模拟研究(英文) 被引量：13

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作者 王保文 晏蓉 +2 位作者 郑瑛 赵海波 郑楚光 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期251-257,共7页

相对于金属氧载体,CaSO4作为氧载体用于化学链燃烧,具有成本低、来源广泛和氧传递容量大等诸多优点,但是气相SO2以及各种固相硫沉积物对CaSO4用于化学链燃烧过程造成很大的障碍。基于热力学模拟,对CaSO4氧载体与以合成气为燃料的化学链... 相对于金属氧载体,CaSO4作为氧载体用于化学链燃烧,具有成本低、来源广泛和氧传递容量大等诸多优点,但是气相SO2以及各种固相硫沉积物对CaSO4用于化学链燃烧过程造成很大的障碍。基于热力学模拟,对CaSO4氧载体与以合成气为燃料的化学链燃烧进行了模拟研究,结果表明就CaSO4与合成气的反应而言,在燃料反应器中,100℃~400℃的低温反应条件下,主要发生的是合成气中CO和H2的甲烷化反应以及硫酸盐热化学还原反应,反应产物主要是H2S和CaCO3;在400℃~915℃,主要发生的是CO和H2与CaSO4的还原反应,还原产物是CaS和CO2;当反应温度高于915℃时,诸多副反应开始发生,反应物相除了CaS和CO2外,CaO等副产物开始出现;而在空气反应器中,在CaS的整个氧化过程中,CaS再生形成CaSO4的反应都是主要的,但是当空气过量系数ФAR<0.8时,CaSO4与CaS的固相反应以及CaS氧化形成CaO的两个副反应也同时起作用。在燃料反应器中,最优的反应条件是反应温度915℃、常压并严格控制CaSO4的加入量并确保CaSO4氧载体过量系数ФFR^1;而在空气反应器中,提供充足的空气量对于CaS的氧化非常重要,空气过量系数ФAR≥1不仅能确保CaS的充分氧化,而且还能避免CaS氧化过程中SO2的排放和CaO的产生。 展开更多

关键词 化学链燃烧 煤基合成气 氧载体 CASO4 热力学模拟

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碳酸钾催化的铁基氧载体煤催化化学链燃烧 被引量：7

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作者 余钟亮 李春玉 +3 位作者 景旭亮 丁亮 房倚天 黄戒介 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期826-831,共6页

研究了K2CO3催化剂及惰性担体对铁基氧载体煤化学链燃烧的影响。实验结果表明,K2CO3的添加可明显促进铁基氧载体与煤之间的反应速率,其原因可归结为从氧载体上迁移到煤颗粒上的K2CO3对煤-CO2气化步骤的催化作用(该步骤为整个还原过程的... 研究了K2CO3催化剂及惰性担体对铁基氧载体煤化学链燃烧的影响。实验结果表明,K2CO3的添加可明显促进铁基氧载体与煤之间的反应速率,其原因可归结为从氧载体上迁移到煤颗粒上的K2CO3对煤-CO2气化步骤的催化作用(该步骤为整个还原过程的速率控制步骤);由于K2CO3本身的促熔效果及加入K2CO3后导致的剧烈氧化还原反应,可以发现,K2CO3会增大铁基氧载体的烧结;不同惰性担体对铁基氧载体与煤的反应性影响不大,这是由于惰性担体对还原速控步没有影响;K2CO3在多循环化学链燃烧过程中依然可以保持一定的催化活性,另外由于催化剂的流失与失活,使得氧载体的反应活性有所下降。 展开更多

关键词 催化 化学链燃烧 煤 氧载体 氧化铁 碳酸钾

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