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生物质化学链燃烧中碱土金属修饰的Cu基氧载体的固氯特性研究

收稿日期：2024-12-19 修回日期：2025-03-09 接受日期：2025-03-10

DOI:10.20078/j.eep.20250317

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    摘要：在含氯的生物质或煤粉的化学链燃烧过程中，微量元素Cl会对氧载体和锅炉中的换热设备造成严重腐蚀。然而，目前针对化学链燃烧中HCl行为的研究仍较为匮乏。为开发具有高效固氯和抗氯能力的复合氧载体，优选Ca基和Ba基2种吸附剂，采用溶胶凝胶法合成复... 展开+
    摘要：

    在含氯的生物质或煤粉的化学链燃烧过程中，微量元素Cl会对氧载体和锅炉中的换热设备造成严重腐蚀。然而，目前针对化学链燃烧中HCl行为的研究仍较为匮乏。为开发具有高效固氯和抗氯能力的复合氧载体，优选Ca基和Ba基2种吸附剂，采用溶胶凝胶法合成复合载氧体，并开展生物质化学链燃烧实验。重点探究了Ca/Ba掺杂对于Cu基载氧体固氯性能和燃烧性能的影响。实验结果表明，Ca-Cu和Ba-Cu载体中的碱土金属能够优先与HCl反应，生成稳定的氯化物，从而提升氧载体的晶格氧活性，促进气固反应的进行。此外，Ca/Ba掺杂在一定程度上增强了生物质焦的气化效果。其中，Ca-Cu氧载体表现出优异的稳定性，而Ba-Cu氧载体的燃烧效率则显著受温度影响。研究还发现，提高氧燃比并不会改变生物质中氯向HCl转化的比例。进一步分析表明，Ca/Ba掺杂能够增大氧载体的比表面积和孔容，从而增加氧载体与生物质的接触面积，稳定其化学链燃烧性能。有助于理解碱土金属固氯特性，促进抗氯氧载体的开发与应用。

    收起-

    作者：

    • 王德喆1
    • 米英杰1,2
    • 黄浩东1
    • 傅安东1
    • 马琎晨1,*
    • 赵海波1,*

    作者简介

    第一作者：王德喆（2000—），男，新疆博州人，硕士研究生，主要研究方向为生物质化学链燃烧。E-mail：18116815889@163.com
    通讯作者：马琎晨（ 1988—） ，男，山西太原人，副教授，主要研究方向为载氧体辅助燃烧，空气直接碳捕集，化学链燃烧。E-mail：majc@hust.edu.cn
    赵海波（1977—），男，湖南宁乡人，教授，主要研究方向为多相反应流多尺度模拟、燃烧基础及燃烧源功能纳米颗粒、化学链燃烧及高值化。E-mail：hzhao@mail.hust.edu.cn

    单位

    • 1.华中科技大学 煤燃烧与低碳利用全国重点实验室
    • 2.华中科技大学 中欧清洁与可再生能源学院

    关键字

    • 化学链燃烧
    • 氧载体
    • 固氯
    • HCl腐蚀
    • 生物质

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目（52176107）； 湖北省重点研发计划项目（2023BCB109）； 武汉市科技计划资助项目（2023020302020572-02）

    引用格式

    王德喆, 米英杰, 黄浩东, 傅安东, 马琎晨, 赵海波. 生物质化学链燃烧中碱土金属修饰的Cu基氧载体的固氯特性研究[J/OL]. 能源环境保护: 1-9[2025-04-02]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250317.


    WANG Dezhe, MI Yingjie, HUANG Haodong, FU Andong, MA Jinchen, ZHAO Haibo. Characterization of Chlorine Fixation in Alkaline Metal-Modified Cu-Based Oxygen Carriers for Biomass Chemical Looping Combustion[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-9[2025-04-02]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250317.

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