焦爐煤氣化學鏈燃燒模擬研究.pdf

1、溫室效應已成為全世界共同關注的話題，CO2減排技術也成為各國研究的重點和熱點?；瘜W鏈燃燒技術是一種很有潛力的新型清潔燃燒技術，它具有CO2內分離性質，不需額外消耗能量，也不需外加CO2分離裝置即可實現高純度的捕集和分離。利用在空氣反應器和燃亮反應器之間循環(huán)的載氧體顆粒傳遞氧原子和能量，將燃燒分成兩步化學反應進行實現能量的梯級利用，且不和空氣接觸實現無火焰燃燒，既提高了能量的利用效率，又有效抑制了NOx氣體的生成。
　　本文基于Gi

2、bbs自由能最小化原理，對鈣基復合載氧體對焦爐煤氣化學鏈燃燒機理進行了研究，重點研究了復合載氧體比例和FR溫度對氣體平衡組成、固體產物分布和主要反應物轉化率的影響，得到的主要結論如下:
　　在合理的溫度范圍(400℃～1000℃)內，CaSO4與CO、H2和CH4之間的還原反應主要反應，主要產物為CaS、H2O和CO2。低于此溫度范圍時，主要發(fā)生甲烷化反應和熱化學硫酸鹽還原反應，主要產物是CaCO3和H2S。高于此溫度范圍時，Ca

3、SO4與CaS固固反應生成大量SO2。在反應溫度為1000℃，壓力為1 atm時，焦爐煤氣燃燒反應進行的很充分。
　　溫度在600℃～1000℃范圍內，鈣鎳復合載氧體對SO2產量幾乎為0，產物H2O+CO2含量約96％高于鈣鐵復合載氧體，但均高于單一CaSO4載氧體;不同比例鈣鎳和鈣鐵復合載氧體CaSO4轉化率受溫度影響很小，固體產物CaS含量最高，并且沒有CaCO3形成，適量的NiO和Fe2O3起到提高CaS收率的作用。溫度高于

4、1000℃時，鈣鎳復合載氧體對SO2產量升至3.13％(Ca6Ni4,1200℃)，鈣鐵復合載氧體對SO2含量隨溫度升高增量不大，最高為0.35％(Ca6Fe4，1200℃);氣體產物H2O+CO2含量隨溫度升高均不同程度降低，固體產物有少量副產物CaO生成，比單一載氧體要少，但鈣鎳復合載氧體CaO含量要大于鈣鐵復合載氧體的。在所研究的溫度區(qū)間內，鈣鎳復合載氧體對CH4、C2H6和CaSO4的轉化率基本達到100％。Ni組分的添加有助于