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以流體化床反應器探討鈦鐵礦載氧體於化學環路燃燒CO、H2及CH4之研究

為了解決jony j台灣的問題，作者李俊達 這樣論述：

隨著二氧化碳排放量的增加及對於氣候變遷的問題日益嚴重，減少二氧化碳從化石燃料燃燒中的產生，以及發展新型的能源技術是一個迫切的需要。為了達成這個目標，二氧化碳捕獲利用與封存的技術(CCUS)成為世界各國的發展重點，在眾多技術中，化學環路燃燒（Chemical looping combustion, CLC）被視為最有競爭力的技術之一，可以有效地降低二氧化碳捕獲利用與封存的成本，增加燃燒效率，並減少NOx的生成。鈦鐵礦礦石是用於化學環流燃燒（CLC）的氧氣載體（OCs）中最具有潛力的材料之一。本研究使用的鈦鐵礦在1,000℃下鍛燒作為載氧體，於流體化床反應器中與氣化合成氣（H2, CO, CH4

）進行化學環路燃燒，探討不同操作條件（粒徑大小、濃度、溫度、氣體流速）對於載氧體反應性與反應速率的影響。在TPR的分析中，經過升溫至950℃並持溫60分鐘後，鍛燒鈦鐵礦對於10% H2, CO與CH4的轉換率為88.7, 64.2, 79.2%，指出鍛燒鈦鐵礦作為載氧體與合成氣反應要達到反應完成的時間較長，並且在10% CH4的案例中發現有積碳的產生。在流體化床實驗中，粒徑對於利用率與反應速率的影響並不顯著，而利用率與反應速率 皆隨著反應氣體濃度、操作溫度、氣體流速的增加而增加。此實驗中CH4具有積碳的影響，這對於利用率與反應速率難以評估。於複合氣體（CO+H2）作為反應氣體的條件下，較高的氣

體濃度可以增加利用率與反應速率。由EDS與EA的結果可以得知，積碳的多寡取決於較高的CO與CH4的氣體濃度與適合的操作溫度。在10次的氧化循環實驗中，載氧體在第一個循環表現出最高的利用率與反應速率，而在第二次循環後利用率與反應速率的下降，由BET、SEM、EDS與XPS的結果指出是由燒結與富鐵現象所造成。