铁基复合氧载体煤化学链燃烧模拟研究

摘要

本文采用热力学方法,基于Gibbs自由能最小化原理,对LZ煤与CuFe2O4氧载体的反应温度TFR、氧载体过量系数ΦFR、水煤比R和系统压力PFR对LZ煤转化程度的影响以及硫组分的演化进行了系统的模拟。研究发现：在ΦFR=1、常压、纯N2气氛下,当反应温度高于700℃时,由于煤中硫以及灰对CuFe2O4氧载体活性的影响,LZ煤不能充分转化,CO份额随着反应温度的升高而快速增加;煤中的硫主要转化形成Cu2S,氧载体中的Cu2+完全转化形成Cu,但是Fe3+则被还原形成包括Fe3O4在内的不同价态的铁氧化物以及Fe单质；TFR、ΦFR、R和PFR的增加对LZ煤的充分转化是有利的,促进烟气中CO2体积份额的增加,特别是ΦFR的相对敏感系数值最大,氧载体加入量的增加对于煤的充分转化最为有利;而就煤中硫组分的演化而言,与系统压力的影响相反,TFR、ΦFR和R的增加会导致烟气中更多气相硫组分的产生;特别的,ΦFR的增加会促进LZ煤与CuFe2O4氧载体反应时更多SO2的形成。