1. 青岛科技大学化工学院,清洁化工过程山东省高校重点实验室,山东 青岛 2660422. 宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021
收稿日期:
2019-02-20修回日期:
2019-04-10出版日期:
2019-12-22发布日期:
2019-12-22通讯作者:
郭庆杰基金资助:
国家自然科学基金项目;宁夏重点研发计划重大项目Analysis of chemical looping reaction characteristics and mechanism of bituminous coal
Xiaoqing SUN1, Peng CHEN1, Yongzhuo LIU1, Qingjie GUO1,2*1. Key Laboratory of Clean Chemical Processing of Shandong Province, College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science & Technology, Qingdao, Shandong 266042, China2. State Key Laboratory of High-efficiency Utilization of Coal & Green Chemical Engineering, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia 750021, China
Received:
2019-02-20Revised:
2019-04-10Online:
2019-12-22Published:
2019-12-22Contact:
GUO Qing-jie 摘要/Abstract
摘要: 在固定床反应器中添加铁基载氧体Fe4Al6和铜基载氧体Cu4Al6,进行巨野(JY)烟煤化学链燃烧实验,通过气相色谱(GC)、红外光谱(FT-IR)等分析了JY煤化学链反应特性及表面官能团演变规律。结果表明,相对于Al2O3,Fe4Al6或Cu4Al6为床料时,JY煤中CO2含量分别提高了52.25%和59.16%,最大碳转化速率分别提高了8.93%和30.36%,Cu4Al6反应效果更好。添加Cu4Al6后,JY煤表面官能团演变进程加快,Cu4Al6对脂肪烃结构、芳香碳骨架和芳香族CH的转化均有明显促进作用。煤中脂肪烃?CH3和?CH2稳定性低、反应速率快,是化学链燃烧初期气相产物主要来源;芳香碳骨架和芳香族?CH稳定性高、反应活性低,反应速率较缓慢,是化学链燃烧中后期气相产物主要来源。
引用本文
孙小青 陈朋 刘永卓 郭庆杰. 烟煤化学链反应特性及机理分析[J]. 过程工程学报, 2019, 19(6): 1120-1128.
Xiaoqing SUN Peng CHEN Yongzhuo LIU Qingjie GUO. Analysis of chemical looping reaction characteristics and mechanism of bituminous coal[J]. Chin. J. Process Eng., 2019, 19(6): 1120-1128.
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http://www.jproeng.com/CN/Y2019/V19/I6/1120
参考文献
[1]陈朋.中国煤炭性质/分类和利用[M]. 北京: 化学工业出版社,2001: 187. [2]张帅,肖睿,李延兵,等.燃煤化学链燃烧技术的研究进展[J].热能动力学工程, 2017, 32(4):1-12 [3]Adanez J, Abad A, Garcia-Labiano F, et al.Progress in chemical-looping combustion and reforming technologies[J].Progress in Energy and Combustion Science, 2012, 38(2):215-282 [4]张志丰,王亦飞,朱龙雏,等.基于铁基载氧体的无烟煤化学链燃烧过程中硫分布特性[J].化工学报, 2018, 69(4):1578-1585 [5]万奇顺,刘永卓,郭庆杰,等.煤焦化学链气化过程中神木煤灰对铁基载氧体反应特性及结构的影响[J].过程工程学报, 2017, 17(5):995-1001 [6]梅道峰,赵海波,马兆军,等.不同挥发分含量的煤焦与铜基氧载体化学链氧解耦的实验研究[J].中国电机工程学报, 2013, 33(11):14-20 [7] Skulimowska A, Felice L D, N. Kamińska-Pietrzak, et al..Chemical looping with oxygen uncoupling (CLOU) and chemical looping combustion (CLC) using copper-enriched oxygen carriers supported on fly ash[J].Fuel Processing Technology, 2017, 168:123-130 [8]Liu Y Z, Jia W H, Guo Q J, et al.Effect of gasifying medium on the coal chemical looping gasification with CaSO4 as oxygen carrier[J].Chinese Journal of Chemical Engineering, 2014, 22(11-12):1208-1214 [9]Tian H J, Guo Q J.Thermodynamic investigation into carbon deposition and sulfur evolution in a Ca-based chemical-looping combustion system[J].Chemical Engineering Research & Design, 2011, 89(9):1524-1532 [10]Zhang J S, Guo Q J, Liu Y Z, et al.Preparation and characterization of Fe2O3Al2O3 using the solution combustion approach for chemical looping combustion[J].Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51(39):12773-12781 [11]梅道锋,赵海波,马兆军.氧载体制备方法的研究[J].燃料化学学报, 2012, 40(7):795-802 [12]王东营,刘永卓,王博,等.餐厨垃圾化学链气化制备合成气[J].高校化学工程学报, 2018, 32(1):229-236 [13]Odeh A O.Qualitative and quantitative ATR-FTIR analysis and its application to coal char of different ranks[J].Fuel Chem Technol, 2015, 43(2):129-137 [14]Li X, Qin Z H, Bu L H, et al.Structural analysis of functional group and mechanism investigation of caking property of coking coal[J].Journal of Fuel Chemistry & Technology, 2016, 44(4):385-393 [15]黄晓宏,柳超辉,尹志强,等.无烟煤热解过程中表面官能团的演变[J].工程热物理学报, 2013, 34(5):969-972 [16]赵孟浩,张守玉,郑红俊, 等.低阶煤中含氧官能团干燥前后的演变规律[J].煤炭学报, 2016, 41(2):483-488 [17] 胡志锋.微波预处理驱动下化学链气化小球藻制取合成气的机理研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2016: 108-114. [18] 吕永灿.混煤燃烧过程中孔隙结构和官能团变化研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2009: 38-44. [19]郭磊,赵海波,杨伟进,等.基于铜基载氧体的生物质化学链氧解耦[J].燃料科学与技术, 2014, 20(6):523-528 [20]王坤,赵海波,田鑫,等.合成铜基氧载体和铜矿石的煤化学链氧解耦燃烧的比较[J].煤炭学报, 2015, 40(11):2720-2726 |
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[15] | 庄煌煌何宏舟李志伟邹峥. 粒径对福建无烟煤在CFB锅炉中燃尽的影响[J]. , 2013, 13(5): 846-850. |
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