经济的发展离不开能源的消耗,然而大量燃烧化石能源造成的“温室效应”日益严重。目前煤炭在我国能源结构中占据主导地位,亟需大力发展高效清洁的燃煤技术。化学链燃烧技术（CLC）是一种可以实现CO2内分离的高效清洁燃烧技术。尽管化学链燃烧技术在CO2捕集和抑制NOx生成方面优势明显,但是无法避免SOx的产生和排放。以煤为燃料时,煤中硫不仅会影响化学链燃烧过程中CO2捕集的纯度,而且对载氧体活性及反应系统运行具有一定的危害。因此探究煤中硫在CLC过程中的迁移转化规律及演变机理,已经成为高效利用中高硫煤乃至高硫煤的难点。本文针对北宿煤和忻州煤在两种载氧体下硫的迁移转化规律及脱除机制进行了热力学模拟和实验研究。本文基于热力学平衡,利用HSC Chemistry 5.0针对两种典型煤种在铜基和镍基载氧体下的CLC过程含硫化合物的分布进行了模拟研究。模拟结果表明,在较低温度和低载氧体过量系数下含硫气体更容易和载氧体反应生成金属硫化物,而SO2含量随着温度的上升及载氧体过量系数的增加而增多。此外,部分硫会和煤灰或载氧体中的碱金属/碱土金属氧化物反应,进而以碱金属/碱土金属硫酸盐的形式被固定。在小型流化床反应器中,分别利用铜基和镍基载氧体时,针对CLC过程中北宿煤和忻州煤中硫的析出和转化规律进行了实验研究。研究结果表明,在硫转化方面,煤中硫在还原阶段主要以SO2和H2S的形式释放,而在氧化阶段,SO2是唯一的含硫气体。在铜基和镍基载氧体下,在还原阶段北宿煤中硫转化为气态产物的份额XS,g,red分别为48.20%和54.48%,而忻州煤的相应值分别为62.34%和61.25%;在氧化阶段,北宿煤中硫转化为气态产物的份额XS,g,oxd分别为7.64%和7.92%,而忻州煤的相应值分别为6.25%和7.44%。数据表明两种载氧体下忻州煤中硫转化为气态产物的份额要高于北宿煤,这主要是由于忻州煤中有机硫含量较多,在高温下煤中硫更容易析出。经过五次连续循环反应的研究实验,发现两种载氧体均保持较高的稳定性,没有出现烧结的现象。通过XRD以及SEM-EDS分析,还原阶段后在铜基载氧体中发现有Cu2S的存在,而在镍基载氧体中也检测到Ni3S2和Ni S,但两种载氧体均表现出良好的再生性能。此外,研究发现五次循环反应后两种载氧体表面均有一定的煤灰富集。为了实现CLC过程中气相含硫化合物的有效控制,考察了钙基脱硫剂的添加对煤中硫迁移转化的影响。通过热力学分析,发现较低温度下会生成钙硫化物而在高温下容易分解,此外在高载氧体过量系数下含硫气体容易被脱硫剂吸收生成钙硫化物,进而实现钙基固硫作用。此外,以铜基载氧体为例研究了Ca O的添加对煤中硫脱除效果及机制。实验结果表明,添加Ca O后还原反应器出口含硫气体浓度明显降低。当Ca/S摩尔比为2.0,温度为800 oC时,北宿煤脱硫效率为38.80%,而忻州煤为44.33%。通过SEM-EDS分析,发现Ca元素和S元素含量明显增加,而利用XRD也检测到了钙硫化物的存在,说明Ca O具有一定的固硫作用。