部分氧解耦煤化学链燃烧中硫的演化与分布

在实验室高温固定床反应器上,以富含黄铁矿硫的六枝煤为燃料,研究其与CuFe 2O 4复合载氧体在部分氧解耦化学链燃烧(CLPOU)过程中气、固相硫的演化及分布,并进一步考察反应温度、载氧体过量系数及CO 2反应气氛对硫迁移转化的影响。结果表明,无论在程序升温实验或等温实验中,反应器出口气相硫仅为SO 2,而固相硫组分以Cu 2S为主。提高反应温度和载氧体过量系数会促进煤中硫的氧化,导致更多气相SO 2的释放;而CO 2反应气氛则在一定程度上抑制SO 2的产生。鉴于CuFe 2O 4复合载氧体的高反应活性和Cu基氧化物的良好固硫特性,CuFe 2O 4载氧体有望实现煤化学链燃烧过程中碳、硫组分的协同在线控制。

提纯烟气脱硫渣载氧体煤化学链燃烧性能研究

基于电厂烟气脱硫渣,采用多步酸洗工艺加以提纯并制备获得CaSO 4载氧体。在高温固定床反应器上研究了还原反应温度、载氧体过量系数Φ、多次还原氧化循环等因素对提纯脱硫渣载氧体与煤化学链燃烧特性和气相硫演化规律的影响。结果表明,提纯脱硫渣载氧体有较高的反应活性,能够促进煤的充分转化;综合考虑碳的转化以及气相硫释放的抑制,最优反应工况中还原反应温度确定为900℃、载氧体过量系数Φ=1.0为最佳。经过五次还原氧化循环实验发现,随着循环次数的增加,CaSO 4副反应的进行及气相硫的不断释放,导致提纯脱硫渣载氧体循环反应活性略有降低,反应稳定性受到了一定的影响。

废弃蛋壳源高性能钙基吸收剂的制备及其碳捕集性能

基于食品工业废弃蛋壳,本文利用不同有机酸反应制取乙酸钙、柠檬酸钙及葡萄糖酸钙共三种蛋壳源有机钙。在高温固定床反应器及热重分析仪上研究了不同前体所制成钙基吸收剂的碳循环捕集性能及碳酸化特性。进一步通过XRD分析了不同钙基吸收剂的物相组成,通过N2吸附仪及SEM分析了循环前后钙基吸收剂结构特性及微观形貌的变化。结果表明,在三种蛋壳源有机钙中,葡萄糖酸钙所制成的钙基吸收剂具有较高的反应活性和相对最佳的碳捕集性能,首次碳酸化转化率高达85.33%,其钙基吸收剂相比其他吸收剂晶粒更小,20~100nm孔径范围内的孔隙较为发达,具有相对较强的抗烧结能力。经过20次循环实验发现,随着循环次数的增加,几种钙基吸收剂小颗粒均团聚烧结成大颗粒,造成孔隙结构缺失,孔隙率降低,影响其后续碳捕集性能。

烟气脱硫渣-Mn_(3)O_(4)混合氧载体与煤反应特性研究

基于TG-FTIR联用技术,结合SEM-EDX、XRD和XPS等表征手段,深入研究了煤与烟气脱硫渣制备的CaSO_(4)-Mn_(3)O_(4)混合氧载体的反应特性,重点关注Mn_(3)O_(4)对CaSO_(4)反应活性的提升及其对CaSO_(4)副反应过程气相硫释放的抑制,发现CaSO_(4)-Mn_(3)O_(4)氧载体与煤反应时,通过独特的氧传递特性和利用途径,不仅实现了CaSO_(4)中晶格氧的充分利用、促进煤的高效转化和CO_(2)的有效捕集,还能够抑制并定向脱除CaSO_(4)副反应释放的SO_(2)。最后,热力学模拟发现,在优化反应条件下,SO_(2)的排放比例不高于1%,相比于不加Mn_(3)O_(4)时的2.4%,在抑制和捕集SO_(2)方面具有显著提高。