基于燃料分级氧化的固体燃料化学链燃烧特性研究

发布时间：2024-04-03 06:03

　　全球变暖造成严重的自然灾害,其中,化石燃料的燃烧释放大量CO₂加剧温室效应,是引起全球变暖的一个重要原因。化学链燃烧可以实现CO₂内分离,减少碳的捕集成本,是一种有前景的燃烧技术,在目前日益增长的环境压力下,该技术得到越来越多的重视。化学链燃烧反应发生的场所是反应器,主要由空气反应器和燃料反应器组成,反应器的设计和优化是保证化学链燃烧效率的关键。目前绝大多数燃料反应器采用单级流化床,在提高燃料转化效率和碳捕集效率等方面存在一定局限。本文基于燃料分级氧化原理,搭建了新型串行流化床反应器,并对其进行冷态和热态实验,研究该设计对固体燃料化学链燃烧的影响。利用搭建的冷态实验台,通过改变各反应器入口风量,研究反应系统的气固流动特性。结果表明:空气反应器和燃料反应器流化风速对各床层压降和颗粒循环系数影响较大,其中隔离器的流化风速是颗粒循环速率大小的决定性因素。隔离器内的大部分气体进入燃料反应器,且空气反应器和隔离器流化风速的升高,会导致分配到燃料反应器的气体比例减少;由于空气返料器上部下降管压力较大,其流化气体全部进入燃料反应器。气体只发生了从空气反应器...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.6煤的化学链燃烧技术燃料反应器内的主要反应过程

将一步的燃烧反应分解为两步，从而完成了能量的梯级利用，可以有效提高能源的利用效率[19]。化学链燃烧的概念刚被提出时，世界各研究机构的研究重点主要是气体燃料的化学链燃烧，但由于气体燃料在能源结构中所占比重较小，所以目前研究方向主要集中在煤炭等固体燃料的化学链燃烧上。煤的化学链燃烧....

图1.7串行流化床化学链燃烧反应器系统

基来改性载氧体，对焦炭的气化反应进行催化作用剂主要是K、Ca、Na金属氧化物、氨氧化物和碳式添加到载氧体上，添加剂可伴随载氧体在反应器省了成本。东南大学Gu等在小型流化床上研究K链燃烧的影响，结果显示K2CO3的存在能够明显、碳的转化率和煤的气化速率明显提高[33]。....

图1.8基于固体燃料的串行流化床化学链燃烧反应器

空气反应器是湍动床形式，化学链燃烧的热态实验中所用载氧体是赤铁矿，燃烟煤，实验结果显示，两反应器之间的气体串混比例介于1.81%和3.20%之间，旋离器的效率最高可达99.6%，稳定的实验结果表明该系统能够很好的实现连续的化燃烧反应。(a)查尔姆斯100kWth反应器....

图4.12载氧体颗粒的EDX分析

44图4.12载氧体颗粒的EDX分析在4.3.2.4中已对I级燃料反应器的载氧体颗粒进行了XRD分析，本节在此基础上，对载氧体颗粒做进一步研究。图4.12为反应结束后所收集的载氧体颗粒EDX分析图，表4.2为载氧体颗粒各元素的质量和摩尔百分比，可以发现，载氧体....

本文编号：3946831