化学链燃烧钙基载氧体研究进展

摘要：

化石能源燃烧产生大量CO2,碳捕集、利用与封存技术是目前唯一能实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术.化学链燃烧是一种新的解耦燃烧技术,可在燃烧过程中实现原位碳捕集.载氧体是该过程高效稳定运行的关键.钙基载氧体因其特有的高载氧量、低成本、易获得且对环境友好等优势被认为具有应用潜力.总结了化学链燃烧技术及6类常见载氧体的原理及发展,重点介绍了钙基载氧体存在的瓶颈问题——热力学和动力学适宜温区、分压匹配难,总结了国内外通过控制反应条件、添加剂等手段调控反应过程,强化其反应性和再生性的相关研究,并解析了惰性载体、金属氧化物等添加剂对钙基载氧体性能的强化效应和影响机制.研究表明,惰性载体可有效改善载氧体分散特性,从而提升反应活性,有助于提高机械强度.与惰性载体相比,添加金属氧化物可能更有效.传统的功能强化方法可一定程度改善载氧体性能,但难以从根本上突破其再生性差的瓶颈.未来研究可聚焦2方面:基于人工智能在材料科学中的应用,定向筛选与优化廉价钙基天然矿石/工业固废等材料作为载氧体;重构载氧体的形貌构造和晶体结构,调控氧原子、硫原子的迁移转化行为,降低氧传递对硫原子的携带效应,实现再生性能强化.

关键词：碳捕集、化学链燃烧、钙基载氧体、廉价载氧体、晶体结构调控

所属期刊栏目：28

分类号：TK16(热力工程、热机)

资助基金：山西省基础研究计划自由探索类资助项目;山西省省筹资金资助回国留学人员科研资助项目

在线出版日期：2023-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：30-40