化學(xué)鏈燃燒技術(shù)中新型氧載體CaSO4的特性研究

1、化學(xué)鏈燃燒技術(shù)中新型氧載體CaSO4的特性研究摘要本文提出了一種新的用于化學(xué)鏈燃燒的氧載體：代寫(xiě)論文as4，對(duì)as4作為氧載體時(shí)與h4組成系統(tǒng)的熱力學(xué)性能進(jìn)展了研究，結(jié)果說(shuō)明，在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，as4復(fù)原的直接產(chǎn)物是as，而不是a和s2；as氧化的直接產(chǎn)物為as4，也不是a和s2。因此，as4可以作為化學(xué)鏈燃燒的氧載體，而且不會(huì)有大量的s2生成。同時(shí)，使用熱重一紅外分析儀研究了as4和h4系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，利用ats-redfern積分式得到h4復(fù)原as4的反響活化能e=1721.31kjtl關(guān)鍵詞化學(xué)鏈燃燒；氧載體；熱力學(xué)；動(dòng)力學(xué)；熱重-紅外分析1前言化學(xué)鏈燃燒(l)是一種新的無(wú)火焰燃燒技

2、術(shù)16。該技術(shù)具有非常高的能源利用效率2，沒(méi)有n釋放3，特別是在使用含碳?xì)怏w燃料(、h4等)時(shí)，燃燒產(chǎn)物僅包含2和h20，只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的冷凝就能得到高純度的2，從而以較低的能源消耗實(shí)現(xiàn)2的減排。因此，化學(xué)鏈燃燒技術(shù)具有廣闊的開(kāi)展前景。2化學(xué)鏈燃燒中使用的氧載體材料化學(xué)鏈燃燒包括兩個(gè)串聯(lián)的反響器：燃料反響器和空氣反響器。金屬氧化物作為氧載體，在兩個(gè)反響器中循環(huán)，實(shí)現(xiàn)氧的轉(zhuǎn)移。因此，氧載體的性能對(duì)化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的應(yīng)用非常關(guān)鍵。該技術(shù)要求氧載體具有如下性能：(1)在循環(huán)使用中始終具有良好的反響性；(2)具有較高的氧交換效率，即循環(huán)過(guò)程中利用的氧質(zhì)量與總的固體質(zhì)量之比擬大，從而減小反響器尺寸，降低反響

3、器阻力；(3)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，在循環(huán)使用過(guò)程中不易破碎；(4)價(jià)格低廉，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。代寫(xiě)畢業(yè)論文圍繞氧載體在循環(huán)使用過(guò)程中反響性以及機(jī)械性能的變化，許多研究人員使用h2、h4為燃料，利用不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在不同的實(shí)驗(yàn)條件下開(kāi)展了研究工作26。所研究的氧載體包括fe、ni、u、d、n等金屬的氧化物以及這些金屬氧化物與不同比例的團(tuán)聚劑混合制成的大顆粒。這些氧載體在循環(huán)使用過(guò)程中可能存在的一個(gè)問(wèn)題是必然會(huì)有少量的金屬氧化物進(jìn)入大氣環(huán)境，成為新的污染源，從而危害人類安康和自然環(huán)境。因此，探究新的氧載體材料非常重要?；诨瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)對(duì)氧載體性能的要求以及使用金屬氧化物作為氧載體時(shí)潛在的問(wèn)題

4、，本文提出了一種新的氧載體as4，并對(duì)其作為氧載體時(shí)在化學(xué)鏈燃燒中的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)展了初步研究。3as4復(fù)原一氧化反響的熱力學(xué)分析31燃料反響器中發(fā)生的復(fù)原反響當(dāng)使用甲烷(h4)為燃料時(shí)，氧載體as4在化學(xué)鏈燃燒過(guò)程中發(fā)生的反響主要為：as4+h44as+2+2h20除了以上主要反響外，as4和h4系統(tǒng)還包括一系列復(fù)雜的中間反響，代寫(xiě)碩士論文生成包括s2在內(nèi)的大量中間產(chǎn)物。如h4和h20之間的反響，導(dǎo)致h2和2的生成，從而進(jìn)一步生成h2s、s2等。因此，該反響的平衡組分中除了主要產(chǎn)物h20和2外，還包括多種微量的氣體成分，如h2、h2s、s2、氣態(tài)s等等。圖1顯示了as4和h4系統(tǒng)在不同

5、溫度下的平衡組分。從圖1可見(jiàn)，as4和h4系統(tǒng)在不同溫度下到達(dá)平衡時(shí)，主要生成產(chǎn)物是氣態(tài)的h20、2和固態(tài)的as。當(dāng)溫度到達(dá)1073k時(shí)，在固相組分中開(kāi)場(chǎng)出現(xiàn)a。此時(shí)，氣相組分的變化也相應(yīng)發(fā)生一些改變，組分h2s的含量在1073k時(shí)最小，s2的含量變化開(kāi)場(chǎng)減慢。總的來(lái)看，h2s、s2的含量均較校從熱力學(xué)的角度，使用as4為氧載體時(shí)的最正確溫度為1073k。煤的加壓氣化是大規(guī)模煤氣化發(fā)電技術(shù)的開(kāi)展方向。為了與煤的氣化系統(tǒng)耦合，研究較高壓力下氧載體的性能是必要的。圖2顯示了溫度為1073k時(shí)，as4和h4系統(tǒng)在不同壓力下到達(dá)平衡時(shí)，生成產(chǎn)物h2s、s2的含量變化?？梢园l(fā)現(xiàn)，壓力增加對(duì)s2的影響不大

6、，而h2s的含量有較大增加。但h2s含量隨壓力的增加并不是一個(gè)線性關(guān)系。在壓力到達(dá)10 x10132510pa后，h2s含量的增加幅度明顯減緩。h2s含量的增加可能是由于壓力增加，增加了平衡組分中h2以及s2的含量，這樣，平衡時(shí)h2s的含量也相應(yīng)增加。32空氣反響器中發(fā)生的氧化反響燃料反響器中復(fù)原生成的as在空氣反響器中發(fā)生氧化反響，生成as4，并放出大量的熱量，它是化學(xué)鏈燃燒的能量來(lái)源。因此，as在空氣反響器中的氧化性能對(duì)化學(xué)鏈燃燒技術(shù)非常重要。對(duì)于生成的as氧化反響，根據(jù)熱力學(xué)分析，10132510pa下，直到1845k的高溫，生成產(chǎn)物僅包含as4，而不會(huì)有s2生成。即只發(fā)生以下反響：as

7、+22as4高于這個(gè)溫度，生成產(chǎn)物中就有a和s2出現(xiàn)，即有如下反響發(fā)生：as+3224a+s24h4復(fù)原as4的動(dòng)力學(xué)研究使用天津化學(xué)試劑廠的分析純as42h20，在實(shí)驗(yàn)室熱重一傅立葉紅外分析儀(tgftir)上對(duì)as4和h4的反響動(dòng)力學(xué)進(jìn)展了試驗(yàn)研究。代寫(xiě)醫(yī)學(xué)論文圖3是升溫速率為20krain，as4和h4反響系統(tǒng)的失重曲線。在熱重曲線上，100。附近的失重峰顯示的是as42h20的脫水過(guò)程，as4與h4的反響出如今900。附近，較為明顯的失重出如今950。左右。最大失重速率出如今1047。，失重率為1517rain。利用atsredfern積分式得到h4復(fù)原as4的反響活化能e=17213

8、1kjtl，lna=14847。圖4所示為升溫速率為20kin，as4和h4反響系統(tǒng)氣相組分的紅外光譜圖。從譜圖可以看到as4和h4反響系統(tǒng)的氣相組分中確實(shí)有s2存在，如何減少ss的生成量，控制ss的排放，是as4作為化學(xué)鏈燃燒的氧載體必須考慮的問(wèn)題。5結(jié)論通過(guò)對(duì)as4和h4反響系統(tǒng)的熱力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析，可以得到以下結(jié)論：(1)以as4為氧載體可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)鏈燃燒。(2)在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，as4復(fù)原的直接產(chǎn)物是as，而不是a和s2；as氧化的直接產(chǎn)物為as4，也不是a和s2。因此，不會(huì)有大量的s2生成。(3)溫度和壓力對(duì)s2、h2s的生成有重要影晌。從熱力學(xué)的角度，代寫(xiě)英語(yǔ)論文1073k是

9、最正確的使用溫度。壓力對(duì)ss的生成影響較小，而對(duì)h2s的生成影響較大。(4)控制s2的釋放是使用as4為氧載體時(shí)必須考慮的問(wèn)題。參考文獻(xiàn)1姚強(qiáng)，陳超干凈煤技術(shù)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20221-102jinh，ishidaanvelgasturbineyleithhydrgenfueledheiallpingbustinintjfhydrgenenergy,2000，25(12)：120912153ishida，jinhanvelhei-lpingbustrithutnzfratinindenghes，1996，35(7)：2469-24724jinh，ishidareativitystudynnatural-gas-fuelledheiallpingbustinbyafixedbedreatrindengheres，2002，41(16)：4004-40075hp，attissnt，lyngfeltaparisinfirn-，nikel一，pperandanganese-basedxygenarriersfrheial-lpingbustinfuel，2022，83(9)：1215-12256ada