研讨化学化学链氧解耦燃烧铜基氧载体

论文导读：体有利于抑制温度的增加。采取溶胶-凝胶法制备CuO/CuAl_2O_4氧载体，并通过XRD、BET、FSEM等对制备的氧载体进行物化性能表征。然后在流化床反应器中探讨Cu基氧载体的吸氧/释氧性能，采取等温方式配合法对实验数据进行动力学特性浅析，得到Cu基氧载体吸氧和释氧反应的最概然机理函数。在流化床反应器中探讨Cu基氧载体与气体燃料
摘要：化学链氧解耦燃烧技术（CLOU）是一种新型的化学链燃烧方式，不仅可以实现低能耗分离和捕集CO_2，而且具有能量利用率高、抑制或根除NOx的生成等优点，为实现CO_2减排提供了一个先进的进展方向。本论文就实现燃料的化学链氧解耦燃烧历程，在流化床反应器上对氧载体进行了系统探讨。利用热力学软件HSC Chemistry对Cu2O吸氧反应的吉布斯自由能和化学平衡常数进行计算，然后用质能平衡模块模拟燃料反应器内温度变化情况，模拟结果显示：反应器内温度随氧载体转化率增加而升高，氧载体中添加惰性载体有利于抑制温度的增加。采取溶胶-凝胶法制备CuO/CuAl_2O_4氧载体，并通过XRD、BET、FSEM等对制备的氧载体进行物化性能表征。然后在流化床反应器中探讨Cu基氧载体的吸氧/释氧性能，采取等温方式配合法对实验数据进行动力学特性浅析，得到Cu基氧载体吸氧和释氧反应的最概然机理函数。在流化床反应器中探讨Cu基氧载体与气体燃料和固体燃料的CLOU燃烧历程。结果表明：Cu基氧载体能够很好的适用于化学链氧解耦燃烧历程中，氧载体释氧速率大于燃料的耗氧速率，完全能够满足燃料燃烧对O_2的需求，而且燃料的反应速率随反应温度的升高而增加。固体燃料的转化速率不仅受温度的影响，还取决于固体燃料本身的性质，挥发分含量高的燃料转化速率比挥发分含量低的燃料转化速率快。但是，高挥发分含量也会导致反应器出口CO的浓度增加。经过处理后的煤焦，在还原反应历程中CO的生成量大幅度减少。关键词：化学链燃烧论文化学链氧解耦论文Cu基氧载体论文氧平衡分压论文燃料论文
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Abstract5-6
目录6-8
1 绪论8-16

1.1 课题探讨背景8

1.2 化学链(CLC)和化学链氧解耦(CLOU)燃烧技术8-12

1.3 氧载体的制备策略12

1.4 氧载体的定性评价指标12-14

1.7 本论文探讨内容14-16

2 氧载体在化学链氧解耦中的热力学探讨16-22

2.1 吉布斯自由能基本原理16-18

2.2 氧平衡分压18-19

2.3 热量平衡计算19-21

2.4 本章小结21-22

3 Cu 基氧载体吸氧/释氧性能探讨22-39

3.1 溶胶-凝胶法制备氧载体22-23

3.2 氧载体的物化性能表征23-26

3.3 氧载体的吸氧/释氧性能探讨26-28

3.4 实验结果浅析28-32

3.5 化学反应动力学计算32-37

3.6 本章小结37-39

4 Cu 基氧载体和燃料反应39-58

4.1 Cu 基氧载体和 CH_4的 CLOU 燃烧历程39-43

4.2 Cu 基氧载体和石油焦的 CLOU 燃烧历程43-47

4.3 Cu 基氧载体与煤反应47-54

4.4 循环倍率和床料量54-56

4.5 本章小结56-58

5 全文总结及展望58-61

5.1 全文总结58-59

5.2 进一步的工作倡议59-61

致谢61-62
参考文献62-66
附录 攻读硕士学位期间发表论文目录66