洁净煤技术

作者：罗童, 罗聪, 谭增强, 杜振, 李小姗, 邬凡, 张立麒

关键词：钙循环,热化学储能,双流体雾化,喷雾热解,多孔中空微球

基于钙循环技术的热化学储能系统可以适配第三代聚光太阳能电站以实现光热的高效利用。常规的CaO储热材料面临反应活性低以及循环储/放热性能稳定性差等关键问题，严重制约了系统效率的提升。为获得高性能钙基储热材料，提出了一种基于双流体雾化技术的喷雾热解法，以硝酸钙与柠檬酸的水溶液为前驱体，制备了多孔中空CaO微球。首先，利用喷雾激光粒度分析仪研究了不同流量的前驱体溶液（10～20 mL/min）在不同雾化气流量条件下（10～30 L/min）的雾化特性，发现更低的溶液流量和更高的雾化气流量会导致喷雾呈现更小的Sauter平均粒径（SMD）和跨度更窄的粒径分布，但是当雾化气流量超过20 L/min时，喷雾的SMD和粒径分布则趋于稳定。在此基础上，选取10 mL/min的前驱体溶液流量进行喷雾热解，利用X射线衍射仪、粉末激光粒度分析仪、扫描电子显微镜、同步热分析仪和氮气吸附−脱附等测试手段研究了气液体积流量比（ALR，1000～3000）对于合成CaO微球的晶粒尺寸、粒径分布、微观形貌、循环储放热性能以及孔隙结构参数的影响。结果表明：CaO微球的SMD随ALR的增加而减小，与前驱体溶液雾化特性变化规律一致。而循环储/放热性能则随着ALR的增加呈现先增加后减小的趋势，当ALR为2000时性能达到最佳，在此条件下制备CaO微球的SMD为12.5 μm，拥有高比表面积31.63 m2/g，初次循环碳酸化转化率达到92.68%，30循环累积储能密度为46.13 kJ/g，相较分析纯CaO提升2.32倍。

来源：2025年第6期

《洁净煤技术》期刊编辑部

查看洁净煤技术杂志2025年第6期