全球气候变暖所引发的一系列危机受到人们越来越多的关注。为了更有效的减少主要的温室气体CO2的排放量,在不添加额外的分离装置和消耗额外能源的情况下,急需找到一种可行的新型燃烧方式。基于零排放理念的化学链燃烧技术,它不仅能有效地富集高浓度的CO2,而且还将大幅提高能源的利用效率,实现多种污染物的协同控制。本文就基于固定床反应器的化学链燃烧系统的化学反应性能进行了研究。综合目前国内外化学链燃烧技术中基于固定床/流化床反应器的氧载体研究工作,考虑本身的试验要求,设计了相应的固定床/流化床反应器,并配置相应的红外气体分析仪。同时在原有镍基氧载体基础上,采用溶胶-凝胶法制备了八种Fe2O3/Al2O3氧载体,然后选用其中一种进行后续的试验。在固定床中,研究了NiO/NiAl2O4氧载体、Fe2O3/Al2O3氧载体与氢气/空气、甲烷/空气和煤焦/空气的循环反应性,通过尾气成分分析化学反应机理,对反应后的氧载体则利用XRD、ESEM和BET等进行了表征。结果显示:两种金属氧载体与氢气、甲烷的反应均比较快,与甲烷/空气的循环反应中的碳沉积现象可以通过调节还原反应时间来控制;与煤焦反应时,镍基氧载体在反应速率有优势,铁基氧载体则表现高的反应程度,且尾气中CO浓度均较低,易于收集高浓度的CO2,进一步证实煤基化学链燃烧技术的可行性。煤焦反应后的灰分展现明显的蜂窝结构,使其密度跟氧载体之间产生差异,更为有利的是,铁基氧载体有较强的磁性,这些都给以后的分离工作提供了依据。在上述试验中,氧载体颗粒之间没有烧结现象产生,仍保持多孔结构。