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煤气化技术是整体煤气化联合循环IGCC中的关键技术，煤气化技术的性能和成本对于IGCC系统的发电效率和经济性有着重要的影响。而在当前IGCC的技术中，存在着煤气化效率较低、空分设备投资较大以及CO2捕集能耗较高等技术瓶颈，这些问题均限制了IGCC技术的发展和大规模应用。
基于课题组在煤气化技术和化学链燃烧技术的研究基础上，本文在燃料的“组分对口，分级转化”和燃料化学能的“梯级利用”原则上，探索了一种将CO2/焦炭气化方法与化学链燃烧相整合的新型动力系统，并对系统集成、关键过程的实验验证进行了部分研究。主要包括:
(1)探索了以CO2/焦炭气化方法为基础的化学链燃烧动力系统，将煤先炭化而后气化，实现了煤的碳氢组分的分级转化，并且煤的气化过程与化学链燃烧过程进行整合，减小了燃料燃烧中煤炭化学能的不可逆损失。以CO2为气化剂还可以省去昂贵的空分设备。模拟结果表明，新系统的(炯)效率约47％，与IGCC相比提高了约6个百分点;系统中气化煤产生CO2的零能耗捕集率约为94％。进而研究了气化侧和动力侧的关键参数对系统特性规律的影响。
(2)针对新系统中的关键过程——CO2/焦炭气化合成气的化学链燃烧，开展了部分热重实验研究。比较了Ni基和Co基两种氧载体在以CO2/焦炭气化合成气为燃料时的反应性能，并分析了反应温度、CO/H2比例与燃料气加湿量等参数对Co基氧载体反应性能和积碳性能的影响。另外，在以往研究基础上，以改进型氧载体(CoO+1.0％PtO2)/CoAl2O4为主要研究对象，开展了6kW固定床二甲醚基的化学链实验研究。分析了二甲醚流量和氧载体粒径对还原反应性能和反应进程的影响。实验结果对化学链燃烧在煤气化系统中的应用具有一定的参考意义。
(3)针对化学链燃烧过程中，含碳燃料在氧载体表面引起的积碳现象，开展了Co基和Ni基两种氧载体的积碳动力学热重实验研究，得出了各自的积碳速率近似方程，并进行了理论分析。
本论文的研究工作为煤的高效合理利用提供了一种新的途径和方法，并为下阶段开展以CO2/焦炭气化方法为基础的化学链燃烧动力系统的应用研究提供了一定的实验与理论基础。