铁基复合载氧体煤化学链气化反应特性及机理.pdfVIP

第 64卷 第 7期 化 工 学 报 Vo1．64 NO．7 2013年 7月 CIESC Journal July 2O13 铁基复合载氧体煤化学链气化 反应特性及机理 程 煜 ，刘永卓 ，田红景 ，郭庆杰 (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 266042) 摘要 ：以水蒸气作为气化 ／流化介质 ，在流化床 中研究了两种铁基复合载氧体 的化学链气化反应特性及循环特 性，并对气化过程中的反应机理、动力学方程进行了推断。结果表明：温度为 920~C时，添加不同修饰物的铁基 复合载氧体与煤焦气化的反应活性依次为Fe4A16K1Fe4A16Fe4AI6Nil。在多次循环实验过程中，合成气成 分保持稳定，表明Fe4A16K1复合载氧体循环特性 良好 。XRD谱 图分析表 明，六次氧化还原实验后 的铁基载氧 体氧化态仍为Fe。0。。K 主要 以铁酸钾形态存在，该结构有利于促进化学链气化反应。利用高斯函数对气化反 应速率进行了峰拟合 ，拟合结果表 明化学链气化主要分为 3个阶段 ：化学链作用阶段、煤气化阶段 以及 Fe。0 向FeO转变的气化阶段 。 关键词 ：化学链气化 ；流化床反应器 ；铁基复合载氧体 ；动力学模型 DOI：10．3969／j．issn．0438—1157．2013．07．038 中图分类号：TQ546；TK 16；X705 文献标志码 ：A 文章编号：0438—1157(2013)07—2587—09 Chemical—loopinggasificationreaction characteristicsandmechanism of coalandFe-based compositeoxygen carriers CHENGYu。LIUYongzhuo，TIANHongjing，GUOQingiie (KeyLaboratoryofCleanChemicalProcessingofShandongProvince，SchoolofChemicalEngineering， QingdaoUniversityofScience Technology，Qingdao266042，Shandong，China) Abstract：An investigation into chemical—looping gasification (CLG) ofcoalwith K2CO3and NiO— decoratedFe2O3oxygen carrier in a fluidized bed reactor， using steam asthe gasification—fluidization medium，wascarriedout．ThereactivityandregenerationoftwokindsofFe2O3compositeoxygencarriers in multi—cycles， as well as the mechanism and kinetics model of the gasification process， were presented．At 920oC， the reactivity order was as follow： Fe4A16K1 Fe4A16 Fe4A16Nil．X—ray diffraction (XRD) imagesshowedthattheFe4A16K1compositeoxygencarrierwascompletelyregenerated after6 cycle re