煤化学链燃烧载氧体研究进展 论文

煤的化学链燃烧是清洁煤燃烧的重要技术之一。化学链中载氧体的使用可以避免煤和空气的直接接触，从而避免氮氧化物等污染物的产生并且提高能量转化效率。一般来说，煤的化学链燃烧有两种反应途径：煤气化化学链燃烧和氧解耦化学链燃烧；不同的反应途径将极大影响载氧体组分以及结构的设计。本文详细论述了近年(2015-2020)来煤化学链燃烧中固态金属载氧体的研究进展，包括铁基，锰基，铜基以及其他复合金属载氧体。铁基载氧体被广泛应用于气化化学链燃烧中，适量添加碱金属或碱土金属可以提升载氧体的反应活性。锰基载氧体在化学链燃烧中具有两面性：一方面可以在高温缺氧气氛中释放气态氧，另一方面也可以和还原性气体发生气-固反应。通过使用惰性载体以及碱金属添加剂可以提高锰基载氧体的机械强度和氧解耦能力。新型双金属或多金属载氧体也可以显著提高载氧体的反应活性。文中总结了不同金属载氧体的优缺点，反应路径、气-固和固-固反应机理、金属与载体的相互作用以及载氧体失活原理，并基于载氧体的研究现状对未来的发展方向提出了建议。