从反应温度、灰的种类和灰的比例三个方面,对煤和生物质化学链气化过程中铜基载氧体与灰中矿物的碳热反应过程进行了研究;通过往复切换固定床的氧化还原气氛模拟化学链气化的循环过程,利用XRD和SEM-EDS等表征手段并结合热力学计算对产物进行分析。结果表明,灰中Fe2O3和Al2O3易与CuO/Cu2O反应形成CuAl2O4、Cu2Fe2O4和CuFe2O4等尖晶石结构的物质,而CaO能够通过阻碍Cu-Al和Cu-Si复合化合物的形成来缓解铜基载氧体的烧结。温度升高促使CuO极易与CaSiO3和MgSiO3等硅酸盐矿物发生固-固反应,生成CaCuSi2O6和CuMgSi2O6等而降低铜基载氧体的反应活性。随着灰分比例的增加,Ca2+和Fe3+等离子富集所生成的Ca2Fe9O13易与SiO2发生反应生成高熔点的CaFeSi2O6三相共熔体,与铜基载氧体共熔并覆盖在载氧体表面,阻碍其释氧性能。

国家自然科学基金（41672148）资助~~；

1 实验部分
1.1 实验材料制备
1.2 实验方法
1.3 分析方法
2 结果与讨论
2.1 热力学计算
2.2 不同组分对铜基载氧体与灰碳热反应的影响
2.3 温度对铜基载氧体与灰碳热反应的影响
2.4 不同比例对铜基载氧体与灰碳热反应的影响
2.5 铜基载氧体与灰作用机理
2.5.1 SEM微区分析
2.5.2 铜基载氧体与矿物碳热反应机理
3 结论

程丹琰,雍其润,龚本根,赵永椿,张军营.煤和生物质化学链气化中铜基载氧体与灰分的碳热反应研究[J].燃料化学学报,2020,48(01):18-27.