用于化學鏈氧解耦燃燒的復合銅基載氧體特性實驗研究.pdf

1、我國煤炭資源相對豐富，這就決定了我國的能源消費結構只能是以煤炭為主。在2014年，中國政府承諾2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰。因此，開發以煤為主的化石燃料燃燒產生的CO2的減排與捕集技術具有重要研究意義?；瘜W鏈燃燒是一種新型的燃燒方式，能簡單而低能耗地實現了CO2的分離和捕集，并且燃耗過程中幾乎沒有NOx生成。載氧體是化學鏈燃燒中一個重要的環節，而銅基載氧體活性好且載氧量高，因此本文以銅基載氧體為研究對象進行實驗研究

2、。
　　本文首先采用機械混合法，選用Al2O3，SiO2，TiO2作為惰性載體制備Cu6Al4、Cu6Si4、Cu6Ti4三種銅基載氧體，研究各自的循環反應性能，并輔以SEM和XRD實驗表征載氧體微觀形貌和物相組成變化。并且選用性能較好的Cu6Si4、Cu6Ti4兩種載氧體，在固定床實驗系統中完成煤化學鏈燃燒實驗研究。然后，采用浸漬法制得CuO/MgO和CuO/NiO兩個系列復合銅基載氧體，在熱重分析儀中完成復合銅基載氧體與煤粉的

3、化學鏈燃燒以及各載氧體20次釋氧-得氧循環，研究其循環反應性能、載氧量變化、氧化還原反應速率，并輔以SEM和XRD實驗表征復合銅基載氧體微觀形貌和物相組成變化。并且將CuO/MgO和CuO/NiO兩個系列復合銅基載氧體在固定床實驗系統中進行煤化學鏈燃燒實驗研究。最后，采用擠壓造粒法制備復合銅基載氧體顆粒，在自行搭建的小型流化床中分別進行冷態循環和熱態循環實驗，研究各復合銅基載氧體顆粒耐磨損性能、循環反應性能和反應活性，并輔以SEM實驗研

4、究載氧體顆?？篃Y性能。
　　研究結果表明，隨著循環次數的增加，CuO的燒結現象越來越嚴重，反應性能逐漸降低，并且溫度越高，銅基載氧體的燒結現象越嚴重。惰性載體的存在能一定程度地改善純CuO的抗燒結性和循環反應性能，TiO2比SiO2更適合做CuO的惰性載體。
　　復合銅基載氧體實驗研究表明，CuO/MgO系列復合銅基載氧體中，Cu6Mg1Ti3綜合性能最好，即是說在SiO2、TiO2和ZrO2三種惰性載體中，TiO2最適合

5、做CuO/MgO系列復合載氧體的惰性載體。CuO/NiO系列復合銅基載氧體中，Cu6Ni1Zr3綜合性能最佳，即是說在SiO2、TiO2和ZrO2三種惰性載體中，ZrO2最適合做CuO/NiO系列復合載氧體的惰性載體。
　　復合銅基載氧體顆粒實驗研究表明，ZrO2含量為30％的Cu6Ni1Zr3-K耐磨損性能比ZrO2含量為10%的Cu6Ni3Zr1-K好。Cu6Mg3Ti1-K在循環前期質量衰減速率最快，Cu6Mg1Ti3-K中