煤化学链转化技术研究进展

2014年第33卷第6期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1357·

化工进展

煤化学链转化技术研究进展

刘永卓，郭庆杰，田红景

（青岛科技大学化工学院，清洁化工过程山东省重点实验室，山东青岛 266042）摘要：化学链技术为化石能源的清洁高效利用提供了新思路。本文在综述煤化学链燃烧和气化转化工艺现状及特点的基础上，对煤化学链转化的载氧体以及煤-载氧体反应和化学链反应器强化等进行了评价及展望。指出煤化学链转化的研究重点为以下3方面：①载氧体-煤-煤灰-气化剂等反应体系中氧传递过程及反应机理；②载氧体应围绕多活性组分载氧体、耦合催化-载氧-捕C/S多功能复合载氧体和具有特定储氧功能和高稳定性结构载氧体等3方面进行研究；③针对载氧体和煤反应慢的瓶颈，应揭示反应器优化和操作强化的理论基础。

关键词：化学链技术；煤转化；氧传递；载氧体；反应器优化

中图分类号：TQ 53 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2014）06–1357–08

DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2014.06.001

Advance in the coal chemical-looping conversion technology

LIU Yongzhuo，GUO Qingjie，TIAN Hongjing

（Key Laboratory of Clean Chemical Processing Engineering of Shandong Province，College of Chemical Engineering，Qingdao University of Science & Technology，Qingdao 266042，Shandong，China）Abstract：Chemical looping technology paves a new way for the clean utilization of fossil fuel. On the basis of the research status and feature of coal chemical looping combustion/gasification，a summary of oxygen carrier in the chemical looping conversion and the intensification of coal-oxygen carrier reaction and chemical looping reactor was conducted. The researchers should pay much attention to three key points in chemical looping process，including ①further investigation into oxygen transfer and the reaction mechanism of the oxygen carrier-coal-ash-gasifying medium system should be carried out；②We will focus on three kinds of oxygen carriers，oxygen carrier with multi-active component，oxygen carrier coupling with catalysis-oxygen carrying-C/S capture function，and oxygen carrier with oxygen storage；③intensification of reaction and reactor should be processed in the future.

Key words：chemical-looping technology；coal conversion；oxygen transfer；oxygen carrier；optimal design of reactor

清洁高效能源的供应是社会、经济和环境可持续发展的重要前提。能源的清洁高效利用不仅需要控制NO x、SO x等空气污染物的排放，还需要降低CO2等温室气体的排放。全球变暖以及极端气候事件的频繁发生使人们对全球气候极为关注。因此，开发低碳技术和推行低碳经济将成为当今的必然选择。然而，在未来相当长的一段时间内，化石燃料仍将是我国能源的主要部分，而无法被其他新能源所替代。

化学链技术（chemical-looping technology）将化石燃料的传统燃烧或气化反应分解为载氧体在两个反应器中的氧化和还原两个反应过程。化学链将一步反应分解为两步反应可以减小传统燃烧或气化反应的热力学不可逆性，从而提高了能源利用率。

收稿日期：2014-01-09；修改稿日期：2014-02-11。

基金项目：国家自然科学基金项目（21276129、20876079）。

第一作者：刘永卓（1985—），男，博士。E-mail yongzhuo@https://www.360docs.net/doc/756353180.html,。联系人：郭庆杰，教授。E-mail qj_guo@yahoo. com。