基于化学链循环制取O2-CO2混合气的机理研究

O2的制取是O2/CO2燃烧的关键技术。基于金属载氧体的化学链循环，研究一种新型的适用于O2/CO2燃烧的O2-CO2混合气体直接制取方法。利用热重分析仪和固定床反应器研究金属载氧体与空气中O2氧化反应特性及在CO2气氛下O2释放规律；采用载氧体单晶研究反应过程中固体表面产物层的成核与生长特性，并通过引入外来离子的方式，控制固体产物层形成过程，以加快反应速率和提高固体利用率；在掌握载氧体循环反应过程中微观孔隙结构的演变规律基础上，在载氧体颗粒内加入惰性载体物质，优化孔隙结构，使载氧体在循环反应过程中孔隙结构得到更为充分的利用，以改善载氧体循环反应稳定性。建立载氧体循环反应过程单颗粒数学模型并对模型进行验证，为该制氧新方法的后续研究提供基础理论和数据。本研究对气固反应、O2/CO2燃烧、煤气化等相关领域的基础研究和应用都具有一定的借鉴意义。