小型流化床铁基载氧体的积炭特性.pdf

《小型流化床铁基载氧体的积炭特性.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第39卷第l期煤炭转化Vo1．39No．I2016年1月COALCONVERSIONJan．2o16小型流化床铁基载氧体的积炭特性郭明山¨金晶。胡强D肖凯华D摘要利用自行搭建的小型流化床实验台，研究了不同温度(650℃，750℃，850。C，950℃)和不同气氛(CH，CO+H)下铁基载氧体在化学链燃烧中的积炭特性，并研究了添加水蒸气和CO对积炭特性的影响．结果表明：铁基载氧体在CH与CO+H气氛下均产生积炭，C0+Hz气氛下积炭量较少，积炭程度较轻；在CO+H气氛下，温度升高，积炭减轻，积炭量在850℃时最少；还原气氛中添加水蒸气和C

2、0能够抑制积炭，水蒸气的效果明显好于CO。的效果．关键词流化床，铁基载氧体，氧化反应，积炭特性中图分类号TQ051．1。。3床试验台上研究了FeO。的载氧燃烧特性，结果表0引言明，在纯Co的氛围下，Boudouard反应会导致还原温室效应已成为全球性的环保问题，温室气体过程发生析炭，而还原气氛中加入CO可以抑制析中co一直被视为最主要的因素．1_】]1983年，德国炭．在前人研究的基础上，本实验采用小型流化床研科学家Richteretal_2首次提出化学链燃烧的概念，究铁基载氧体化学链燃烧过程，探讨不同温度和不化学链燃烧作为一种新兴燃烧

3、技术，对控制CO的同气氛对铁基载氧体积炭特性的影响，并研究添加排放量以及减少NO污染有十分积极的作用，具有水蒸气或CO。对CH和CO+H。两种气氛下载氧CO内分离和燃料转化率高等特点．[3化学链中燃体积炭特性的影响，为实际运行提供理论参考．料不直接与空气接触，而是通过载氧体在两个串联的反应器之间循环来完成氧的转移[5]，载氧体是化1实验部分学链燃烧的基础，其性能直接决定了燃烧效果．反应采用的小型流化床实验系统见图1，主要包括中所沉积的炭会随载氧体一同被转移到空气反应器供气装置、加热装置、反应器和气体分析系统等．反中并被氧化为CO。，导致

4、CO。的捕集率降低，燃料转化率下降；另外，积炭会导致载氧体反应特性和机械性能发生变化，甚至降低载氧体的寿命．16]目前，国内外对于化学链燃烧载氧体的抗积炭特性有一定研究，其中大部分都是采用热天平或者固定床手段，而用流化床进行化学链燃烧更符合实际要求．常用的载氧体种类主要有Ni，Co，Cu，Fe，Mn，Cd基载氧体及其构成的复合金属氧化物等，相对于其他载氧体，铁基载氧体具有载氧能力强、来源广泛、热化学稳定性好及积炭较弱口等优势，并具有非常好的经图1小型流化床实验系统济性和应用前景．Choetal_8在小型流化床上比较Fig．1Smallf

5、luidizedbedexperimentalsystem了铁基载氧体和镍基载氧体的反应特性，结果发现，1一Gasbottles；2-Flowmeter；3Gasmixingtank；4～Air铁基载氧体比镍基载氧体积炭更少；Ryd~nel：all_cdistributor；5Reactor；6-Thermocouple；7一利用循环流化床反应器进行了研究，结果发现，通入Temperaturecontrolbox；8一Gas水蒸气能有效抑制积炭的生成；陈时熠等u。。在固定analyzers：9一Filter*国家科技支撑计划项目(201

6、5BAA04B03)、上海市基础研究重点项目(14JC14O48OO)和上海理工大学准东煤高效利用协同创新平台项目．1)硕士生；2)教授、博士生导师，上海理工大学能源与动力工程学院，200093上海；上海理工大学协同创新研究院，200093上海收稿日期：2015-0528；修回日期：2015—09—02第1期郭明山等小型流化床铁基载氧体的积炭特性41应器由耐高温钢管制成，内径为24mm，高度为分析，所用仪器为岛津XRD-6100型x射线衍射仪．1200mm，布风板距离顶端出气口940mm，加热段铁基载氧体采用机械混合法制备，具体制备方长

7、度为670mm．反应出口的烟气由四方光电科技法如下：选取分析纯FeO。和AlO。，将两者按照有限公司生产的GASBOARD一3100系列煤气成分3：2的质量比混合，再加入10的淀粉助剂增加载分析仪测定，仪器分辨率为0．01．实验台的炉体氧体反应面积，加入适量水使其成为糊状，并用一次为单管布置，实际的载氧燃烧过程需要燃料和空气性注射器将混合物挤压成型，在烘干箱内120℃干两个反应器，为了模拟实际载氧体燃烧，实验中采用燥8h，然后放人马弗炉内950。C煅烧6h，取出样气体切换方式，在单一反应器中，保持温度不变，只品后研磨，并筛分出一定粒径的

8、载氧体颗粒即得样通过改变反应气氛来达到还原和氧化的目的．还原品．具体实验工况见表1(水蒸气通过蒸汽发生器产反应结束后，用惰性气体吹扫300s，消除残留气体生，添加水蒸气和CO的体积分数分别为25，此的影响．