基于CuFe2O4载氧体的羊肠煤化学链气化特性

安 梅， 马晶晶， 吴 唯， 任 天， 胡修德， 郭庆杰

(宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室， 宁夏 银川 750021)

煤炭是中国目前乃至今后相当长一段时期内的主要能量资源[1]。随着一带一路和西部大开发进程的加速，宁东基地作为西部煤炭开发重心[2]，其地位日益受到重视。然而，在资源日益短缺和环境日益恶化的双重压力下，宁东基地的煤炭转化利用需要开发节能、环保、高效的煤炭转化新技术。煤化学链气化技术被认为是一种应用前景广阔的煤转化利用新技术[3-5]。因此，针对宁东基地煤炭的化学链气化研究，对宁东煤炭资源开发利用具有重要的理论和现实意义。

煤化学链气化技术的原理与化学链燃烧相似[6]。载氧体是煤化学链气化的关键[7]。在煤化学链气化反应体系中，除了要求载氧体循环稳定性好、价格低廉、来源广泛和环境友好外，还需载氧体具有一定的催化功能[8]和适中的氧化能力[9]，可以将煤气化中间产物的碳氢元素尽可能地转化为CO和H2，减少CO2和H2O的生成。目前已开发的载氧体有铜基[10]、铁基[11-12]和钙基[13]等，但铜基载氧体容易烧结、铁基载氧体反应性能较低，钙基(CaSO4)载氧体释放有害含硫气体。为了克服上述单一金属载氧体的不足，双活性组分载氧体被大量开发和测试[14-15]，如具有尖晶石结构的CuFe2O4载氧体。Niu等[16-18]考察了CuFe2O4载氧体与不同燃料的化学链燃烧反应性能，发现CuFe2O4载氧体在反应过程中既能抑制Cu的烧结，又能增强Fe的还原能力，提高循环稳定性和反应活性。……