脱硫渣-CuFe_(2)O_(4)混合载氧体煤化学链燃烧性能

将脱硫石膏中废弃的CaSO_(4)加以资源化利用,制备成钙基载氧体应用于化学链燃烧,具有原料易得、成本低廉和载氧率高的特点。以脱硫渣为原料,先进行提纯处理,根据课题组采用的模板-溶胶凝胶燃烧合成法制备CaSO_(4)-CuO、CaSO_(4)-Fe_(2)O_(3)、CaSO_(4)-CuFe_(2)O_(4)混合载氧体。在高温固定床反应器上对这4种载氧体与煤进行了5次还原氧化循环试验,研究4种脱硫渣系列煤化学链的反应机理和硫释放规律。试验发现基于提纯后的脱硫渣,制备的脱硫渣-CuO反应活性明显提高,且负载CuO减少了含硫气体的释放;脱硫渣-Fe_(2)O_(3)提高了氧载体反应活性对煤气化的催化作用;脱硫渣-CuFe_(2)O_(4)混合载氧体提高了碳转化率,具有良好的反应活性和循环特性,应用于煤化学链燃烧完全可行;掺入Cu、Fe元素的脱硫渣载氧体,活性明显提高,但在多次循环过程中混合载氧体出现了部分烧结、失活现象;在脱硫渣混合载氧体与煤的副反应中,Cu、Fe元素表现出良好的固硫效果,其中脱硫渣-CuFe_(2)O_(4)混合载氧体与煤副反应中,释放的SO_(2)气体体积分数峰值仅为37×10^(-6)。

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。