朱晓，沈来宏，沈天绪，闫景春

（东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，能源与环境学院，江苏南京 210096）

在中国当前能源消费结构现状中，煤炭消费量占能源消费总量的80.1%[1]，而传统煤燃烧所带来的温室气体排放对生态环境造成了恶劣的影响[2]。因此，发展洁净煤技术是协调能源与环境关系的有效途径。化学链燃烧作为一种高效、经济、低能耗的新型燃烧技术[3]，有效实现了CO2的分离。因其在燃烧过程中没有NOx等污染物的排放，可以通过冷凝直接对CO2进行高浓度富集，所以近年来备受关注。其基本原理是将传统的燃料与空气直接接触反应的燃烧借助于载氧体的作用分解为两个气固反应，燃料与空气无需接触，由载氧体将空气中的氧传递到燃料中，提高了能源的利用率[4-5]。

化学链燃烧反应器是煤颗粒热解和气化产物与载氧体发生化学反应的重要场所，反应器的设计关系到气固体能否充分接触，燃料能否高效转化。2008年，Lyngfelt和Shen等[6-7]均首次设计、搭建、运行了基于固体燃料的化学链燃烧实验台，证明了在串行流化床内进行固体燃料化学链燃烧的可行性。然而，Shen等[7]所提出的喷动床反应器存在固体燃料停留时间较短的问题，容易造成可燃气体的不完全转化。Cheng等[8]提出一种环形的炭捕集器作为一个小型的二元颗粒流化床，无需改变载氧体颗粒的循环流量便可实现焦炭停留时间的倍增。然而，耦合炭捕集器后需同时操作多路循环路径，大幅增加了系统复杂度，对系统的流化工况亦有诸多限制[9]。……