载氧体（OC）是实现化学链燃烧技术（CLC）中氧迁移的载体,对化学链燃烧循环和运行效率有非常重重要的作用。载氧体上碳黑的沉积是制约载氧体发展的重要因素。本文通过实验研究了在铁基载氧体（Fe₂O₃/Al₂O₃）的煤化学链燃烧过程中,CO₂气体的通入流量、煤的组分结构及载氧体循环使用次数对烟气中积碳前驱物多环芳烃（PAHs）和载氧体上积碳的生成影响,并分析其作用机理,以期得到最佳积碳抑制方法,改善载氧体的性能。结果显示:（1）对比新鲜、还原反应后和再氧化后的载氧体的扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）图谱特征发现,新鲜载氧体疏松多孔、表面孔径均匀,主要晶相为Fe₂O₃和Al₂O₃。还原反应后载氧体开始出现轻微的团聚烧结现象,随着循环使用次数的增加载氧体表面孔径不断增大、孔隙减少,烧结现象越来越明显;且随循环次数的增加,载氧体还原程度不断加深,Fe₂O₃晶相被还原为Fe Al₂O₄。再氧化后的载氧体表面孔隙部分恢复,但与新鲜载氧体相比其孔隙结构仍有明显减少,氧化后的载氧体晶相恢复为Fe₂O₃和Al₂O₃,但较新鲜载氧体相比衍射峰强减弱,5次循环使用后载氧体的Fe₂O₃晶相在2θ=33.2°处的衍射峰强减弱了69%。CO₂回流减缓了载氧体上孔隙消失速率及Fe₂O₃的失活速度,5次循环使用后载氧体Fe₂O₃晶相在2θ=33.2°处的衍射峰强较新鲜载氧体降低了50%。（2）煤的化学链燃烧研究中,随着煤含碳量的增加,载氧体上碳焦的生长量呈增加趋势,而烟气中PAHs生成总量和载氧体上碳黑的积累量逐渐降低。通入20 ml/min CO₂后不改变PAHs和碳焦生成的整体趋势,含碳量较高的煤化学链燃烧产生较少的PAHs,但增加了PAHs生成总量,同时使得相同条件下载氧体上碳黑的产量减少了25%～68%。（3）挥发分含量愈高,煤化学链燃烧产生的PAHs浓度愈高,载氧体上碳黑的生成量随挥发分含量的增加而逐渐较少。（4）不通CO₂时,煤化学链燃烧生成的PAHs主要以低环芳烃为主;通入CO₂后,燃烧产生的16种PAHs中,中环芳烃的占比较高。（5）随着载氧体循环次数的增加,烟气中PAHs浓度和载氧体上碳黑、碳焦的生成量均呈增加趋势。载氧体上碳黑的生成量随煤含碳量的增加而降低。通入CO₂后,同等条件下碳黑的生长量减少,挥发分含量越高的煤在化学链燃烧过程中仍趋向于产生更多的PAHs,但载氧体上碳黑的堆积量随挥发分含量的增加而减少。CO₂的引入不改变这一趋势,但明显降低了载氧体上碳黑和碳焦的沉积量,且对循环使用次数较少时,载氧体上碳黑和碳焦抑制作用较好。通入CO₂对载氧体上的碳黑和碳焦有明显的抑制作用。综上所述,CO₂的引入使铁基载氧体的物理特征表现良好,有益于载氧体的循环使用。同时有效降低了载氧体上碳黑、碳焦等积碳的沉积,对增加载氧体的反应活性和生命周期研究有望做出一定贡献。