【摘 要】
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化学链燃烧技术（CLC）是一项可以高效捕集二氧化碳技术,达到碳减排效果从而助力“双碳”目标的达成。在煤化学链燃烧中会产生积碳,阻碍载氧体传递氧和热的性能,降低整个系统燃烧效率和碳捕集效率。为了控制难以去除的芳香性积碳,本文采用Cu Fe Al O4载氧体进行煤直接化学链燃烧,研究了不同工况条件下Cu Fe Al O4载氧体的芳香性积碳生成量的影响,对载氧体性能进行表征,探究芳香性积碳的形成原因与燃
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化学链燃烧技术（CLC）是一项可以高效捕集二氧化碳技术,达到碳减排效果从而助力“双碳”目标的达成。在煤化学链燃烧中会产生积碳,阻碍载氧体传递氧和热的性能,降低整个系统燃烧效率和碳捕集效率。为了控制难以去除的芳香性积碳,本文采用Cu Fe Al O4载氧体进行煤直接化学链燃烧,研究了不同工况条件下Cu Fe Al O4载氧体的芳香性积碳生成量的影响,对载氧体性能进行表征,探究芳香性积碳的形成原因与燃烧反应条件之间的关系,寻找可行的积碳抑制条件和方法。主要结果如下:（1）采用两种方法制备出Cu Fe Al O4载氧体,使用XRD、SEM、FT-IR方法进行表征分析,结果表明两种载氧体都具有良好的尖晶石结构且颗粒分散状态良好,孔隙结构丰富,具有较强热稳定性。溶胶凝胶法制备的Cu Fe Al O4载氧体进行还原反应后,可以看到有少量积碳附着且有明显的聚团现象。（2）在芳香性积碳生成方面,首先分析了煤种的含碳量、氢碳比、挥发分对芳香烃的生成影响较大。（3）燃烧比对芳香烃生成的影响表现为:随着燃烧比成倍的增加,芳香烃绝对量呈现出相应减少的趋势。燃烧比为5:1时,对应生成的芳烃绝对量最大;燃烧比为20:1时,对应生成的芳烃绝对量最小,同时燃烧比为25:1与20:1时芳烃生成量无明显差异。（4）通入不同浓度的CO2对不同煤种生成芳香烃的影响表现为:在60%的CO2浓度下,烟煤的芳烃生成量持续下降至最低值。无烟煤生成的芳香烃含量呈现出先下降后产生微小波动的趋势,在40%的CO2浓度下,芳烃生成量达最低值。根据饱和烃、芳香烃产生量来看,在60%的CO2浓度下,抑制烟煤产生的芳香性积碳效果最佳;40%的CO2浓度下抑制无烟煤产生的芳香性积碳效果最佳。（5）在不同的CO2浓度气氛下,两种制备方法的Cu Fe Al O4载氧体对芳香性积碳的影响表现为:在60%的CO2浓度下,对溶胶凝胶法Cu Fe Al O4载氧体的芳香性积碳抑制效果最佳。在100%的CO2浓度下,对机械法Cu Fe Al O4载氧体的芳香性积碳抑制效果最佳。研究结果表明煤种结构中含碳量、摩尔氢碳比、挥发分均对芳香性积碳的生成具有显著的影响。燃烧比增大可减少芳香性积碳的生成。低氧稀释（CO2气氛）条件下对烟煤、无烟煤产生的芳香烃量均具有抑制效果。在CO2气氛下,两种载氧体产生的芳烃量均小于无低氧稀释条件下的生成量,同时溶胶凝胶法Cu Fe Al O4载氧体较机械法载氧体有更优的抗积碳性能。
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