化學鏈燃燒技術中載氧劑的篩選與優(yōu)化研究.pdf

1、化學鏈燃燒是潔凈、高效的新一代燃燒技術。它通過燃料與空氣不直接接觸的無火焰化學反應來釋放能量,根除了NOX的產生,直接通過冷凝的方式捕集回收CO2,不需要消耗額外的能量?；瘜W鏈燃燒技術中,載氧劑在兩個反應器中循環(huán)使用,不但要分離空氣中的氧,還要將分離的氧傳遞給燃料,進行燃料的無火焰燃燒,因此它是化學鏈燃燒技術實施的關鍵因素。對載氧劑的篩選以及反應條件的優(yōu)化進行研究,針對不同燃料開發(fā)出適合的載氧劑,能夠使化學鏈燃燒技術具有更高的燃燒效率。

2、
　　本文首先從反應熱、吉布斯自由能、化學平衡等方面對金屬和非金屬載氧劑與甲烷的還原反應進行分析,優(yōu)選出熱力學性能優(yōu)良的載氧劑,接著運用Aspen Plus軟件對優(yōu)選出的載氧劑進行了數值模擬,通過計算反應器內的化學平衡,分析了反應物摩爾比、溫度以及壓力對還原反應器出口產物摩爾分數的影響,最后對載氧劑的反應條件進行了優(yōu)化。
　　研究得出:金屬基載氧劑中熱力學性能較高的為Ni基和Fe基載氧劑,非金屬載氧劑中CaSO4最佳。在Ni

3、O-CH4化學鏈燃燒還原反應器內,燃燒過程隨反應物摩爾比變化分為三個階段:X≤1時,燃料的燃燒以甲烷重整反應為主;當14時,反應器中產物全為CO2和H2O,研究得到最佳反應物摩爾比為X=4。通過分析溫度以及壓力對出口產物摩爾分數的影響得出反應溫度為1000K-1100K,操作壓力不大于8MPa是最佳反應條件。在Fe2O3-CH4化學鏈燃燒還原反應器內,反應過程同樣呈現三個階段變化,通過