《表1 氧载体样品的主要特性》

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《高铝耐火砖负载CuO氧载体的化学链氧解耦特性实验》

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注：载氧率为质量分数；CuAl2O4为含量较少的晶相。

对不同CuO含量的氧载体颗粒分别标记为Cu10RefBri、Cu25RefBri和Cu30RefBri，其中数字代表CuO的质量分数，而RefBri代表耐火砖。各样品的主要特性如表1所示，其中载氧率ROC是通过TGA实验，并结合数据处理部分的计算方法得到。各氧载体的载氧率分布于ROC=1.0%～2.0%范围，该值低于制备过程的预先设计值，其原因在于制备过程产生的误差以及煅烧过程部分CuO与耐火砖中的α-Al2O3发生反应，生成不具备释氧能力的CuAl2O4而失活。氧载体颗粒的堆积密度按照世界卫生组织（WHO）制定的标准方法[23]测试得到，其值分布于ρs=1.81～2.51g/cm3，属于Geldart B类颗粒[24]。该类颗粒的氧载体在化学链技术中的可用性，已经通过实验和流体动力学模拟[25]得到证实。氧载体颗粒的破碎强度采用力新宝FGJ-5型数码测力仪进行测定。以随机选取的20个氧载体颗粒的平均破碎力作为氧载体颗粒的破碎强度，其值介于1.41～1.91N之间，满足流化床的使用要求[26-27]。氧载体的物相组成由布鲁克AXS D8ADVANCE型Cu靶X射线衍射仪测定，使用的最大管压为40kV、最大管流为30mA，扫描范围2θ=10°～80°。XRD测试结果显示，3种氧载体颗粒的主要晶相为CuO、α-Al2O3和Al2SiO7以及少量的CuAl2O4尖晶石，这表明煅烧过程CuO和Al2O3发生固-固反应。氧载体颗粒的微观结构特性采用Hitachi公司的SU8010型高分辨扫描电子显微镜（SEM）获取，用于分析颗粒间的烧结情况。