文献综述（或调研报告）：
载氧体的主要性能指标有：反应性(即进行还原反应、氧化反应中的反应能力)、机械强度(抗破碎能力、磨损能力等)、载氧能力、持续循环能力(即寿命)、能承受的最高反应温度、抗烧结和团聚能力、抗积炭能力等[3]。因此，载氧体应用于化学链燃烧技术需要以下条件：（1）较高的载氧能力；（2）良好的反应性；（3）较好的机械强度、抗烧结团聚能力；（4）价格低廉。在化学链燃烧技术中，载氧体作为氧和热量的载体，其理化性质直接影响整个化学链燃烧系统的反应性能，因而研发高性能的载氧体是化学链燃烧技术研究的重点和难点[4]。目前，化学链燃烧主要采用的载氧体有Fe2O3,NiO,CuO和MnO2等。其中，铁基载氧体因拥有成本低、机械性能好、资源丰富等优点，受到广泛关注，被认为是具有工业应用前景的载氧体。而载氧体的研究从最初的TGA,发展到固定床、流化床,目前进入了串行流化床试验阶段。
在燃煤化学链燃烧中，煤灰不可避免的产生并沉积在反应器中，可能会影响到化学链燃烧的循环效率、气体转化率、反应速率等。而飞灰对载氧体性能的影响是煤与载氧体相互作用的主要体现。灰分对载氧体影响可能有：载氧体的表面结构、转化率、反应活性和氧气承载能力等。有些飞灰是通过改变载氧体表面孔隙率来影响载氧体性能，而有些飞灰通过与载氧体发生反应在改变反应活性，即物理化学两方面的影响机理都有。目前，关于燃煤化学链燃烧中灰分对载氧体的影响的研究已取得一些进展。
Siriwardane等在固定床流动式反应器中对4种金属氧化物和灰分之间的反应进行了研究[5]。实验采用了热重分析仪（TGA）和台式量热仪，通过 HSC 软件对金属氧化物和灰形成的相进行评估，并使用了扫描式电子显微镜（SEM）与X射线衍射仪（XRD）分析样品的结构与性质。研究发现，灰分和载氧体之间的相互作用较小，可能是个非常缓慢的过程。
Martin Keller等通过实验和热力平衡计算，运用X射线衍射仪（XRD）表征手段研究了煤中常见的矿物和几种较有前途的载氧体在化学链燃烧中的用途与900℃高还原氧化条件下可能的相互作用[6]。研究发现，高还原条件下，由于黄铁矿中的硫与载氧体发生反应形成硫化物，对载氧体颗粒产生非常恶劣的影响，而石英和粘土矿物对氧载体的影响很小。
Jinhua Bao等在石英流化床反应器中研究了铁基氧载体与四种不同类型的煤灰之间的相互作用[7]。实验使用了热重分析仪（TGA）研究载氧体的反应性，运用SEM能量色散光谱仪分析元素分布，并通过X射线衍射仪（XRD）探测晶体的性质。研究结果表明：（1）流化床中煤灰的存在影响了载体中Fe2O3还原为Fe3O4的持续时间，这取决于灰分的化学组成；（2）除主要由CaSO4组成的灰分外，大多数煤灰降低了载体的反应性，原因是沉积的活性CaSO4增加了载体的反应性；（3）现在载体表面上有灰烬沉积，物理灰分沉积和通过化学结合形成Fe2SiO4都是灰分影响反应性和发生团聚的最可能原因，而煤灰造成的烧结会对循环产生不利的影响。
Muhammad Mufti Azis等在石英流化床反应器中研究了灰分对化学链燃烧（CLC）的影响[8]，通过扫描电子显微镜（SEM）来观察样品的结构，运用XRD分析了两种煤灰的晶体成分。研究表明：（1）两种类型的灰分的添加明显影响了气体转化率，在固体燃料测试中，甲烷转化率和CO转化率均观察到非常相似的结果，即加入一些灰分后气体转化率降低，然后在更高的灰分负载下增加；（2）在较高灰分负荷下褐煤和煤气化灰分的气体转化率增加可能是由于Ca（褐煤灰分）和Fe（煤气化灰分）充当催化剂或氧气载体的有益作用；（3）使用褐煤灰，气体转化率显示出最初的下降，但是在较高的灰分负载下，气体转化率显着提高。（4）使用气化烟煤灰时，气体转化率的下降幅度要大得多，尽管在较高的灰分负载下有一定的改善，但气体转化率仍低于不添加灰分的情况。
Wang等采用热重分析仪（TGA）研究了CuFe2O4与六盘水次烟煤和阳泉无烟煤的反应[9]。实验使用FTIR光谱法原位检测来自热重分析仪的尾气，通过场扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱法来研究固体残余物的表面形态和元素组成，并运用XRD图谱分析进一步检测相关性质。研究发现还原的CuFe2O4与灰分相互作用形成硅酸铁，导致氧载体的不完全再氧化。
Xiao等在固定床反应器中对铁矿石的加压化学链燃烧进行了研究[10]。研究结果表明，载氧体颗粒试验后变得孔隙率增大，在几个循环后结构和尺寸开始保持稳定，观察到煤灰沉积在了载氧体颗粒上，但并没有发现结块和团聚的现象。
从上述研究成果可以看出，尽管如今的研究工作已经取得不少进展，但对于灰分和不同载氧体的相互作用并没有完全展示出来，应该可以在材料的选择和制备方面进行改进，实验仪器选择更加先进的流化床，并选择较优的分析与表征手段。目前看来，灰分对载氧体影响机制和相互作用的规律还缺乏相关成果。本课题针对此问题收集不同类型的燃煤飞灰并分析其特性，制备出用于机理研究或对比实验用的多种合成铁基载氧体，着重研究飞灰对载氧体的相互作用的规律，通过小型流化床反应器，运用多种分析表征手段，能够较为明显的得出飞灰对载氧体的作用机理。
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