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目录1

1　绪论1

1.1 引言1

1.2　火焰燃烧的环境污染问题及对策1

1.2.1 氮氧化物2

1.2.2 硫化物5

1.2.3 二氧化碳6

1.2.4　二氧化碳捕集技术9

1.3　催化燃烧技术11

1.4　燃烧催化剂的研究进展15

1.4.1 掺杂型六铝酸盐催化剂15

1.4.2　贵金属催化剂19

1.4.3　钙钛矿型催化剂22

1.4.4　金属氧化物催化剂27

1.5　化学链燃烧技术31

1.6　课题的提出32

1.6.1 无烟燃烧技术的概念33

1.6.2　课题的研究内容35

1.6.3　课题的研究意义36

2　热力学分析及燃烧体系选择37

2.1　氧载体的选择37

2.2　热力学分析37

2.2.1 热力学基础知识37

2.2.2 无烟燃烧体系的热力学数据计算40

2.3　熔融盐体系的选择54

2.4　燃料的选择55

3　氧载体的制备与性能表征57

3.1　氧载体的组成57

3.1.1 活性组分57

3.1.2　添加剂或黏结剂57

3.1.3 助剂57

3.2　实验原料与试剂58

3.3　氧载体的制备58

3.3.1 机械混合58

3.4.1　物相组成测定（XRD）59

3.4.3 粉末氧载体的比表面积测定（BET）59

3.4.2　微观形貌分析（SEM）59

3.4　氧载体的物化性能表征59

3.3.3 浸渍法59

3.3.2 共沉淀法59

3.4.4　热重分析（TG）60

3.4.5 程序升温氧脱附实验（TPD）60

3.4.6　程序升温还原实验（TPR）60

3.4.7　Redox性能测试60

3.4.8　氧载体的反应性能表征61

3.5　实验结果与讨论62

3.5.1 氧载体的XRD分析62

3.5.2 新制备的氧载体粉末的SEM分析66

3.5.3 新制备的氧载体粉末的比表面积67

3.5.4　成品氧载体的实物照片69

3.5.5 热重分析（TG）70

3.5.6　O2-TPD分析73

3.5.7　CH4-TPR分析75

3.5.8　Redox性能研究77

3.5.9　反应温度对氧载体Redox性能的影响80

3.5.10　氧载体的循环反应性能表征80

3.6　天然铁矿石用作无烟燃烧氧载体的可能性研究85

4　氧载体的反应性能研究89

4.1 引言89

4.2　实验过程与方法90

4.2.1 氧载体的性质90

4.2.2 固定床反应实验过程90

4.2.3　热重反应器中的实验过程91

4.3　实验结果与讨论92

4.3.1 切换反应的产物气体浓度分析92

4.3.2　反应温度对气体产物的影响96

4.3.3 循环次数对氧载体反应性能的影响100

4.3.4　反应温度对氧载体反应性能的影响103

4.3.5 氧载体的反应性能比较105

4.3.6 氧载体表面的积碳反应研究107

4.3.7 反应前后氧载体的SEM形貌比较108

5　熔融盐中的无烟燃烧实验研究113

5.1　引言113

5.2　实验装置及过程114

5.3.1 反应温度对反应过程气体产物影响115

5.3　实验结果与讨论115

5.3.2　反应过程中熔盐温度的变化119

5.3.3　熔融盐对反应器的腐蚀120

5.3.4 小型反应器结构对反应过程的影响121

5.3.5 熔融盐和氧载体的物相分析123

5.3.6 热利用问题125

6　熔融盐循环热载体无烟燃烧技术的工程化应用设想及能量分析127

6.1 引言127

6.2　熔融盐循环热载体无烟燃烧技术的工程化应用设想128

6.2.1 工程化反应器设计思路128

6.2.2 工程化反应器设计的理论计算130

6.2.3　设计标准134

6.2.4　计算结果136

6.3　熔融盐循环热载体无烟燃烧系统的能平衡分析139

6.3.1 能平衡分析139

6.3.2　热平衡计算142

6.4　熔融盐循环热载体无烟燃烧技术的？分析144

6.4.1　计算方法145

6.4.2　系统分析147

6.4.3　？分析结果与讨论150

7　总结与展望155

7.1　总结155

7.2　展望158

参考文献160