（热能工程专业论文）基于金属氧化物载氧体的固体燃料化学链燃烧研究.pdf

嘈 tj 东南大学博士学位论文 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对木研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 皿鲁诋 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印 件和电子文档，。可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括 刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 脏日期：毕汐矿 摘要 摘要 化石燃料的燃烧是人类排放c 0 2 的主要来源。在传统的燃烧过程过程中燃料与空气直接接触，由此导 致烟气中c 0 2 的浓度仅为1 0 1 4 ，常规方法分离c 0 2 将使电厂效率下降1 5 2 0 ，c 0 2 的分离和同收成本 非常昂贵。基于循环载氧体的化学链燃烧( c h e m i c a ll o o p i n gc o l b u s t i o n ) 通过不同晶位能的梯级利用， 具有比传统燃烧方式更高的能源利用效率，而且在c 0 2 富集、污染物协同控制方面具有的优越性使之更符 合我们时代的需求，是一种尚处于起步阶段、具有很好应用前景的变革性的燃烧方式。它不再直接使用空 气中的氧分子，而是使用载氧体在两个反应器( 空气反应器和燃料反应器) 中循环，从而实现氧的转移，避 免燃料与空气的直接接触。燃料在燃料反应器中生成c 0 2 h 2 0 ，只需经过低能耗的冷凝过程就能实现c 0 2 的高浓度富集。从1 9 8 3 年至今，燃用气体燃料的c l c 系统的研究最多，所采用的气体燃料包括天然气、 合成气、煤气化产物等。显然，气体燃料与i 古i 体氧载体之间的高反应性将人人便利丁c l c 系统的实现以 及高能量转换效率。但是对于我国以煤这种高含碳量燃料为主要能源的国家，需要寻求新的实现固体燃料 利用的化学链燃烧方式。本文依据化学链燃烧的基本原理，采用流化床反应器对i 捌体燃料的化学链燃烧可 行性进行初步探讨，研究铁矿石载氧体与煤气化主要产物的还原反应机理，以及化学链燃烧过程中含硫气 体污染物生成以及对载氧体反应活性影响特性。 首先利用流化床反应器，主要探讨温度、还原氧化循环次数对镍基载氧体反应活性的影响。反应温度 显著的影响了镍基载氧体的反应速率，燃料反应器出口c 0 2 千基浓度逐渐增大，c o 、h 2 、c h 4 干基浓度 随温度升高而降低，未反应煤量在反应温度升高的同时也逐渐减小。当反应温度高于9 0 0 时，c 0 2 的生 成率达到9 2 以上，镍基载氧体可应用于煤化学链燃烧。在还原氧化循环反应中，镍基载氧体的反应活性 呈先降低后保持不变的趋势。x r d 、s e m 、b e t 数据显示载氧体在还原氧化循环反应过程中逐渐烧结， 这是导致载氧体反应活性下降的主要原因。 一 基于铁基载氧体具有较高反应活性、环境友好性和经济适用性等优点，利用实验方法探讨了铁基载氧 体在煤化学链燃烧过程中的反应活性变化特性。主要研究了流化床反应器温度、循环反应次数对气态产物 成分、气态产物生成率的影响，并对固态产物成分与微观结构的变化也进行了探讨。在还原反应过程中铁 基载氧体的还原产物只有f e 3 0 4 ，随反应温度升高载氧体的反虑活性增强。铁基载氧体与水煤气化主要产物 ( c o 、h 2 、c h 4 ) 的反应具有强烈的选择性。反应温度人于9 0 0 ，煤中碳转化为c 0 2 的比率犬于9 0 ，铁基 载氧体可应用于煤化学链燃烧。在反应循环数1 1 5 次内，载氧体反应活性基本不变；循环数1 5 2 0 次内， 烧结导致了载氧体颗粒孔隙率和有效反应面积急剧降低，载氧体与煤气化产物的反应主要受扩散控制，载 氧体的反应活性降低。 在热重分析仪上进行了铁矿石载氧体与h 2 之间的还原反应实验，研究了反应温度、时间、h 2 浓度、 压力、粒径等重要参数对反应速率和载氧体转化率的影响，并将分形缩核模型引入反应动力学研究。反应 温度高于9 5 0 ，反应的控制步骤是扩散控制。在保持入口气体h 2 浓度不变，增加压力对载氧体反应活性 具有抑制作用。当保持压力不变，增加h ：的体积浓度和采用较小的粒径均能有效提高载氧体的转化率和 反应速率。s e m - e d s 表征结果显示，随转化率增加，载氧体颗粒表面上含f e 元素的晶粒逐渐聚集、长大， 并且在f e 、f e 0 生成区发生了颗粒收缩和烧结现象，特别是f e 元素富集区；而s i 0 2 、a 1 2 0 ，相对含量较 高区域依然保持稳定的结构。采用化学反应控制的分形缩核模型，得到h 2 还原铁矿载氧体的反应级数 n - 0 9 8 9 0 7 ，分形缩核模型的预测值与实验结果基本吻合。 利用热重分析仪与傅里叶变换红外分析仪联用( t g a - f t i r ) 对镍基载氧体在高浓度h 2 s 气氛中的反应 特性进行了较长时间的实验研究。主要研究了镍基载氧体的反应活性以及气态产物成分随还原氧化循环次 数的变化，以及固态产物成份与微观形态结构的变化特点。尖晶石n i a l ：0 4 的反应活性远弱于n i o ，但在 还原气氛中可被完全还原为n i 与a 1 2 0 3 。载氧体在还原反应过程中分为两个阶段，第一个阶段由n i o 与 c o 的反应主导，而第二个阶段则由n i a l 2 0 4 与c o 的反应控制。反应温度9 0 0 时，在循环反应过程中镍 基载氧体与c o h 2 s 的反应活性基本不变，反应的固态产物为n i 、n i 3 s 2 ，气态产物主要有：c 0 2 、c o s 、 s 0 2 、c s 2 ，随循环数增加n i 3 s 2 、c o s 、s 0 2 、c s 2 的生成量逐渐减少。n i 3 s 2 导致了在还原反应过程中载氧 体颗粒表面的液相烧结。镍基载氧体与s ”g a s h 2 s 反应的气态硫化产物只有s 0 2 和c o s ，而没有c s 2 。 垒塑奎堂坚主堂垡笙茎 最后在1 k w i h 串行流化床反应器上，研究燃料反应器反应温度8 5 0 9 3 0 范围内，镍基载氧体与气态 燃料s ”g a s h 2 s 的反应特性。燃料反应器出口气体中c 0 2 的生成率高于9 8 ，反应气中h 2 全部被转化为 h 2 0 ；气态硫化产物的主要成分s 0 2 、h 2 s 和c o s ，且s 0 2 浓度值随反应温度升高而增加；与之相反，h 2 s 与c o s 浓度值随反应温度升高而减小，相比于s 0 2 和h 2 s ，c o s 的体积含量很小。空气反应器出口气体 只有o ：和s 0 2 ，且浓度值均随反应温度升高而减小。随反应温度升高，燃料反应器内硫分配比例快速增加， 而在空气反应器内则逐渐减小。 基于金属载氧体的煤化学链燃烧技术路线是可行的，化学链燃烧过程中含硫气体污染物对载氧体反应 活性影响很小。煤化学链燃烧将新型能源转换原理与c 0 2 富集过程有机结合起来，是解决煤炭高效利用和 实施环境保护的发展方向。 关键词：化学链燃烧；c 0 2 捕集；载氧体；反应机理：流化床：分形缩核模型；气体污染物； i i a b s t r a c t a b s t r a c t f o s s i l 几e lc o n s u m p t i o ni st h em a j o rs o u r c eo fa n t l l r o p o g e n i cc 0 2e i n i s s i o n i nac o n v e n t i o n a lc o m b u s t i o n s y s t e m ，f h e li sd i r e c t l ym 议e dw i t ha i ra n db u m t n l ec o n c e n t r a t i o no fc 0 2m m en u eg a so fac o l l v e n t i o n a l c o i i l b u s t i o ns y s t e mi so n l yl o 一1 4 f o rac o a lf i r e dp o w e rp l a n t ，i b o u t1 5 2 0 o ft h ee l e c 仃i c i t yp r o d u c e dw i l l b el o s tf o rc 0 2s 印a r a t i o nd u et oi t sl o wc o n c e n t r a t i o ni i lt h en u eg a s c h e m i c a l l o o p i n gc o m b u s t i o n ( c 【c ) i so n e o ft l l et e c h n i q u e su s e dt oc o m b i n em e lc o r n b u s t i o na 1 1 dc 0 2c a p t u r e i tc a r r i e so u tt h ec a s c a d eu t i l i z a t i o no f c h e m i c a le n e 曙y w h i c hp r o m o t e s 也em e r m a le n e 娼yc o n v e r s i o ni nt h er a n g eo ft r a d i t i o n a lt h e r n l a lc y c l e s ac l c s v s t e mc o n s i s t so ft w or e a c t o r s ，a 凡e l 锄da na i rr e a c t o r a n da no x y g e nc a r r i e rt r a n s f e r st 1 1 eo x y g e nf 酌mt h ea l r r e a c t o rt o 如e lr e a c t o r t h i sm e a n st h a tt h ec o m b u s t i o na i ra n dt h e 如e la r en e v e rm i x e d ，a i l dt h en u eg a sf r o mt l l e 如e lr e a c t o ra l m o s tc o n s i s t se n t i r c l yo f c a r b o nd i o x i d ea n ds t e a ma n di sn o td i l u t e dw i t hn i t r o g e nf 如mm e a i r t h e s t e 锄c a i lb ec o n d e n s e da n dm e nt h eh i 曲l yp u r ec a r b o nd i o x i d ec a nb eo b t a i n e da n dc o m p r e s s e df o rs t o r a g e s t a r t 抽gf 而mt h ei n t r o d u c t i o no fc l ci n19 8 3 ，m o s to ft h ee x p e r i m e n t a lw o r ko nc l cu s e dg a s e o u s 如e l s ， s u c ha sn a t u r a lg a s ，s y l l g a sa i l dc o a lg a s h o w e v e r ，i i lc h i n a ，t h eg a s e o u s 向e ls u p p l yc a n n o tf u l l ys u p p o r tt h e e l e c t r i c a le n e r g yn e e d so ft h ec o u n n yf o rm el o n g t e r m s 0 1 i df h e l ss u c ha sc o a la n db i o m a s sh a v eb e e ns e l d o m u s e di nm ec o n c e p to fc l cb e c a u s eo fm e i rt e c h n i c a lp r o b l e m s a l t h o u g ht h ea d a p t a t i o no fc l ct ot h e c o m b u s t i o no fc o a lp r e s e i l t sm a n yc h a l l e n g e s ，m i sa d 印t a t i o ni sv e 巧a t t m c t i v eb e c a u s eo f “c hc o a ld 印o s i t s t h e a i mo fm ew o r ki st oi n v e s t i g a t et h ef c a s i b i l i t yo fu s i n gn i c k e l a n di r o n _ b a s e do x y g e nc a r r i e r sd u r i n gc h e m i c a l 1 0 0 p i n gc o m b u s t i o no fc o a l i nan u i d i z e db e dr e a c t o r f u n h e 珊o r e ，t l l er c a c t i o nm e c h a n i s m o fi r o no r eo x y g e n c a r r i e rw i mm em a i n l yp r o d u c t i o no fc o a lg a s i f i c a t i o ni sd i s c u s s e d ，a n dt h er e a c t i v i t yo fn i c k e l _ b a s e do x y g e n c 枷e rw i m s y n g a s + h 2 sa r ee x t e n s i v e l yi n v e s t i g a t e d f i r s t l y ，t l l ef c a s i b i l i t yo fu s i n gn i c k e l _ b a s e do x y g e nc a r r i e rd u r i n gc h e m i c a ll o o p i n gc o m b u s t i o no fc o a li s i n v e s t i g a t e db ym e a n so fan u i d i z e db e d ，w h e r et h ee f 佬c to ft 锄p e r a t u r ea n dc y c l i cn u m b c ro nt h er e a c t i v i t yo f n i c k e l - b a s e do x y 垂e nc 矗r r i e ri sd i s c u s s e d a tm et e m p e r a t u r er a n g eo f8 0 0 9 6 0c ，t h ed ub a s i sc o n c e n t i a t i o no f c 0 2i nt h ef l u eg a so ft h er e a c t o rp r e s e n t sam o n o t o n o u s l yi n c r e a s i n gt r e n d ，w h e r e a st h eo n eo fc o ，h 2 ，龃dc h 4 d e c r c a s e sm o n o t o n o u s l y m o r e o v w i t ht h em c r c a s eo fc y c l i cr e d u c t i o nn u i i 】【b e r ，m ed r yb a s i sc o n c e n t r a t i o no f c 0 2i i lt h en u eg a sd e c r e 嬲e sr e m a r k a b l y ，w h i l em e o n eo fc o ，h 2 ，a n dc h 4i i l c r e a s er a p i d l y t h ep e r f b m l a n c eo f m en i c k e l - b a s e do x y g e nc a r r i e r sw a sa l s oe v a l u a t e du s i n ga i lx r a yd i f 王- r a c t o m e t e ra n das c a l l l l i n ge l e c t r o n m i c r o s c o p et oc h a r a c t “z em es 0 1 i dr e s i d u e so fo x y g e nc a r r i e r ，m er c s u l ti n d i c a t e dt h a tas i l l t e r i n go nt h ee x t e m a l s u r f a c eo fr e d o xo x y g e nc a r r i e rl e a dt om er e a c t i v i t yd e c r e a s i n g t h eo x y g e nc a r r i e rp a r t i c l e se x h i b i th i g h r e a c t i v i t ya b o v e9 0 0 。c ，a n dt h ed 巧b 髂i sc o n c e n t r a t i o no fc 0 2i nm ee x i tg a so ft h er e a c t o ri sn e a r l y9 5 ，i t i i l d i c a t et h a tn i c k e l - b a s e do x y g e nc a m e ri so n eo fs u i t l b l ec a n d i d a t e sf o rc h e m i c a l - l o o p i n gc o n l b u s t i o no fc o a l b a s e do nt h es ”t h e s i so ft h eh i g h l y a c t i v i t y ，e n v i r o 衄e n t 衔e n d l ya l l de c o n o m i ca p p l i c a b i l i t ) ，o f i r o n - b a s e do x y g e nc a r r i e r ，t l l er e a c t i v i t ) r 觚a l y s i so fu s i n g 的n - b a s e do x y g e nc a r r i e ri nc h 锄i c a ll o o p i n g c o m b u s t i o nw i t l lc o a l 邪如e lh 嬲b e e i li n v e s t i g a t e de x p e 曲l e n t a l l ya t8 0 0 9 5 0c t h er e a c t i 啊锣o fi r o n - b a s e d 0 x y g 姐c a r r i e r 嬲am n c t i o no ft l 壕尬a c t o rt e m p e r a m r ea j l dc y c l i cr c d u c t i o nn l l i 】曲e ra r ed i s c u s s e d a tt l l e t e m p e r a t i l r er a n g eo f8 0 0 9 5 0c ，m er e a c t i v i t yo fi l o n - b a s e do x y g e nc 厕e r si n c r e 嬲e sa st e m p e r a t i l r ei n c r c a s e s ， m o r e o v e r ，m ep r o d u c t i o no fr e d u c e do x y g e nc a r r i e ro n l yc o n t a i nf e 3 0 4 t h es 仃d n 酉ys e l e c t i v i 哆o fi r o n - b a s e d o x y g e nc 孤竹e rr e a c t i o nw i mc o a lg a s i f i c a t i o np r o d u c t i o n sw a se x h i b i t e dt h r o u g hn l ed 巧b a s i sc o n c e n t r a t i o no f c h 4i nm ef l u eg a so ft l l er e a c t o rh i 曲e rm 锄c oa n dh 2 w h e nm e r e a c t i o nt 锄p e r a t u r ei sa b o v e9 0 0c ，m er a t e o fc a r b o ni i lc o a lg e n e r a t ea sc 0 2i sb i g g e rm a n9 0 ，i ti n d i c a t ct h a tt l l er e a c t i v i t yo fi r o n - b a s e do x y g e nc 耐e ri s h i g h a tt h ec y c l i cn 啪b e rr a n g eo f18 t 15 m ，m er e a c t i v i t yo fi r o n b a s e do x y g e nc a r r i e rn e a r l ym a i n t a i n ss t a b l e h o w e v e ta tm ec y c l i c 姗m b e rr a n g eo f15 m - 2 0 m ，m ed e c r c a s i n g 托a c t i v i t yo fi r o n - b a s e do x y g e nc a m e rw a sd u e t o al i q u i ds i i l t e r i n g0 nt h ee x t e n l a ls u m c eo f0 x i d i z e do x y g e nc a r r i e rp a n i c l e i r o no r eo x y g e nc a m e rr e d u c t i o nr c a c t i o nw a si l l v e s t i g a t e di nt h et 1 3 a ，m ee f f e c t so fs u c hp a 豫m e t e r s 嬲 i i i 东南大学博士学位论文 t e m p e r a t u r e ，p r e s s u r c ，r e a c t a n tg a sc o n c e n t r a t i o n ，p a n i c l ed i a m e t e ra n dr e a c t i o nt i m eo nm eo x y g e nc a r r i e r c o n v e r s i o na n dr e a c t i o nr a t ew e r cd e t 咖i n e d ，a n dt h er e a c t i o nm e c h a n i s mw a sd i s c u s s e d ，a n dr e a c t i o nm o d e lw a s c o n s t r u c t e d t e m p e r a t u r ei st h em o s ti m p o r t a n tf a c t o r ，m ec o n v e r s i o na n dr e a c t i o nm t eo fi m no r ci n c r e a s e sw i m e n h a n c i n gt 唧p e 豫t l l r e f u n h e 咖o r e ，t h er e a c t i o no fi r o no r ew i t hh y d r o g e ni sc o n t r o l l e db yd i h h s i o nw h e n t e m p e r a t u r ei sa b o v e9 5 0c t h ee n h a n c e dh 2c o n c e n 昀t i o ni nr e a c t a n tg a s e sa n dr e d u c e dp a r t i c l ed i a m e t e r p r o m o t em ec o n v e r s i o na n dr e a c t i o nm t eo fi r o no r e ，h o w e v l 夏a i li n c r e a s i n gp r e s s u r ea tm ec o n s t a n tr e a c t e dg a s c o n c e n 仃a t i o nl e a d st oi t sr c d u c t i o nr e a c t i 、，i 够d e c r e a s i n g t h ep e r f o r m a l l c eo ft h ei r o no r eo x y g e nc 删e r sw a s a l s oe v a l u a t e du s i n gx r d 锄ds e m - 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b a s e do x y g e nc a r r i e rr e d u c t i o nw i t hag a sm i x t u r eo fc o h 2 加dh 2 si si i l v e s t i g a t e db ym e a n so fa t h e 册o g r a v i m e t r i ca i l a l y z e r ( t g a ) a n df o u r i e r1 r a n s f o l l ni n f b r e ds p e c t n l ma n a l y z e r a nx r a yp h o t o e l e c 臼o n s p e c t r o s c o p y ( x p s ) ，x - r a yd i f h a c t i o n ( x r d ) a n ds c a r u l i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ( s e m ) a r eu s e dt oe v a l u a t em e p h a s ec h a r a c t e r i z a t i o no fr e a c t e do x y g c l lc a 仃i e r ，a n dm ef o 册a t i o nm e c h a n i s m so ft h eg a s e o u sp r o d u c t so fs u l m r s p e c i e sa r ce l u c i d a t e di nt h ep r o c e s so fc h e m i c a l l o o p i n gc o m b u s t i o nw i t hag a s e o u s 如e lc o n t a i n i n gh y d r o g e n s u l f i d e t h er e s u l t ss h o wt h a tt h er e d u c t i o nr c a c t i v i t yo fas p i n e lp h a s en i a l 2 0 4 耐t l lr e a c t a n tg a si si n u c hl e s s t h a na c t i v ep h a s en i o ，b u ti tc a nb er 甜u c e db yc oc o m p l e t e l yw h e nn i oi sa l m o s tg e n e r a t ea sn ic o m p l e t e l y t h er c a c t i o np r o c e s so fn i c k e l - b a s e do x y g e nc 枷e rw i t ha dc a i lb es 印a r a t ew i mt w og r a d e s ，m ef i r s tg r a d e m a i n l yi sd o m i n a t e db yt h er e a c t i o no fc o 谢t l ln i o ，a i l dt h es e c o n do n ei sc o n 协o l l e db yn i a l 2 0 4r e a c t i o nw i t h c o 7 i i l er e d o xr e a c t i v i t yo fn i c k e l - b a s e dw i t hc o + h 2 s 0 2m a i n t a i l l sc o n s t a n t l y ，t h e r ea r eo n l yn ia n dn i 3 s 2 p h a s e so fn i c k e ls p e c i e si nt h e 如l l yr e d u c e do x y g e nc a 州e r t h eg a s e o u ss u l f i d a t i o np r o d u c t i o no fn i c k e l - b a s e d o x y g e nc a 圩i e rw i t hc o + h 2 sc o n s i s t so fs 0 2 ，c o sa n dc s 2 ，m o r e o v e r ，t h e 妒e l do fn i 3 s 2a n dt h o s eg a s e o u s s u l f i d a t i o np m d u c t i o n sd e c r e a s ew i t hc y c l i cn 啪b e ri i l c r e a s i r 培al i q u i dp h a s es i n t 甜n g 伽m ee x t e m a ls m f a c eo f r e d u c e do x y g e nc a e r si sm a i n l ya t 仃i b u t e dt ot h ep r o d u c t i o no ft h el o wm e l t i i l go fn i 3 s 2i nt h en i c k e l - b a s e d 0 x y g e nc a r r i e rr e d u c t i o nw i t hag a s e o u s 如e lc o n t a i n i n gh 2 s h o w e v c 犯t h eg a s e o u ss u l f i d a t i o np r o d u c t i o n so f n i c k e l b a s e d0 x y g e nc a r r i e rw i t hs ”g a s h 2 so n l yi l l c l u d e dc o sa n ds 0 2 ，锄dt h e r ei sn oc s 2 f i n a l l y ，ac o n t i n u o u so p e r a t i o nw i n las y n g a so fc a r b o nm o n o x i d ea l l dh y d r o g e nc o n t a i n i n gh 2 si sc a r r i e d 0 u ti l la1 k w t hc l cp r o t o t y p eb a s e do nt l l en i c k e l b a s e do x y g e nc 秭e r ，a n dm ee f f e c to fm em e lr e a c t o r t 锄p e r a t l l r eo nm er e l e a s eo fg a s e o u sp r o d u c t so fs u l 如rs p e c i e si si n v e s t i g a t e d o x y g e nc o n c e n t r a t i o ni nt h en u e g a so ft h ea i rr e a c t o ri sk 印ta r o u n d8 8l 一9 1ov 0 1 ，a n dt h e r ei so n l ys 0 2o fs u l 如rs p e c i e si nt h ea i rr e a c t o re x i t g a s m o r e o v 豇，t l l es 0 2c o n c e n t r a t i o ni i it h ea i rr e a c t o re x i tg 嬲d e c r e a s e s 诵t hm e 龟e l t e m p e r a t i l r c w i t h i nt h e f h e lr e a c t o rt 锄p e r a t i l r e 均n g eo f8 5 0 一9 3 0c ，h 2i sn o td e t e c t e di l lt h ef l u eg a so ft h e 如e lr e a c t o r ，a n dc 0 2 p r o d u c t i o nr a t ei sa l w a y sa b o v c9 8 m o r e o v t h eg a s e o u ss u l f i d a t i o np r o d u c t i o n sh a v cs 0 2 ，h 2 s 肌dc o si i l t h en u eg a so ft h e 如e lr e a c t o r c o m p a r i s o nt os 0 2a l l dh 2 s ，t h ec o n t e n to fc o si sv e 拶s m a ui nt l l et e m p e r a t i l r e r a n g eo f8 5 0 - 9 3 0c 1 1 1 ec o n c e n 仃a t i o no fs 0 2i i lt h em e lr e a c t o re x i tg 鹪m c r e a s e s 、i lt h e 舭lr e a c t o r t e m p e r a n j r e ，a n dh 2 sa n dc o sd e c r e a s e s t h e 丘氇c t i o no fs u l f i l rp r o d u c tm l e 勰e di i lt l l ef h e lr e a c t o ri n c r e a s e sw i t h + t h e 如e lr e a c t o rt e m p e 豫t i l r c ，a n dm eo n ei nt h ea i rr c a c t o rd e c r e a s e s t h ef e a s i b i l i t yo fn i c k e l a n di r o n - b a s e do x y g e nc a r r i e ri nac h e m i c a l l o o p i n gc 耐b u s t i o nw i mc o a la 8 如e li s a 伍m a t i v e ，a i l dt t l ed i s a d v 蛐t a g e o l l se n e c to fm ec x i s t 饥c eo fs u l 龟rc o n t 锄i n a n t si l lm ef o s s i l 如e l so nm er e d o x r e a c t i v i 哆o fn i c k e l - b a s e d0 x y g e nc 枷盯c 肌b en e a r l yn e g l e c t e d c h 锄i c a l1 0 0 p i n gc o l b u s t i o ni 8an o v c lc o n c 印t ， i v ；!i a b s t r a c t w h i c hi so n eg r c a tr e f o 咖d i r e c t i o nu s e dt oc o m b i n eo r g a n i c a l l yt h eh i g he f 诧c t i v ei 1 1m ep r o c e s so fc o a l c o m b u s t i o na n de n v i r o i l