化学链燃烧技术中新型氧载体CaSO4的特性研究

1、化学链燃烧技术中新型氧载体CaSO4的特性研究摘要本文提出了一种新的用于化学链燃烧的氧载体：代写论文as4，对as4作为氧载体时与h4组成系统的热力学性能进展了研究，结果说明，在适当的温度范围内，as4复原的直接产物是as，而不是a和s2；as氧化的直接产物为as4，也不是a和s2。因此，as4可以作为化学链燃烧的氧载体，而且不会有大量的s2生成。同时，使用热重一红外分析仪研究了as4和h4系统的动力学特性，利用ats-redfern积分式得到h4复原as4的反响活化能e=1721.31kjtl关键词化学链燃烧；氧载体；热力学；动力学；热重-红外分析1前言化学链燃烧(l)是一种新的无火焰燃烧技

2、术16。该技术具有非常高的能源利用效率2，没有n释放3，特别是在使用含碳气体燃料(、h4等)时，燃烧产物仅包含2和h20，只需经过简单的冷凝就能得到高纯度的2，从而以较低的能源消耗实现2的减排。因此，化学链燃烧技术具有广阔的开展前景。2化学链燃烧中使用的氧载体材料化学链燃烧包括两个串联的反响器：燃料反响器和空气反响器。金属氧化物作为氧载体，在两个反响器中循环，实现氧的转移。因此，氧载体的性能对化学链燃烧技术的应用非常关键。该技术要求氧载体具有如下性能：(1)在循环使用中始终具有良好的反响性；(2)具有较高的氧交换效率，即循环过程中利用的氧质量与总的固体质量之比拟大，从而减小反响器尺寸，降低反响

3、器阻力；(3)具有较高的机械强度，在循环使用过程中不易破碎；(4)价格低廉，并且不会产生二次污染。代写毕业论文围绕氧载体在循环使用过程中反响性以及机械性能的变化，许多研究人员使用h2、h4为燃料，利用不同的实验设备，在不同的实验条件下开展了研究工作26。所研究的氧载体包括fe、ni、u、d、n等金属的氧化物以及这些金属氧化物与不同比例的团聚剂混合制成的大颗粒。这些氧载体在循环使用过程中可能存在的一个问题是必然会有少量的金属氧化物进入大气环境，成为新的污染源，从而危害人类安康和自然环境。因此，探究新的氧载体材料非常重要。基于化学链燃烧技术对氧载体性能的要求以及使用金属氧化物作为氧载体时潜在的问题

4、，本文提出了一种新的氧载体as4，并对其作为氧载体时在化学链燃烧中的热力学和动力学特性进展了初步研究。3as4复原一氧化反响的热力学分析31燃料反响器中发生的复原反响当使用甲烷(h4)为燃料时，氧载体as4在化学链燃烧过程中发生的反响主要为：as4+h44as+2+2h20除了以上主要反响外，as4和h4系统还包括一系列复杂的中间反响，代写硕士论文生成包括s2在内的大量中间产物。如h4和h20之间的反响，导致h2和2的生成，从而进一步生成h2s、s2等。因此，该反响的平衡组分中除了主要产物h20和2外，还包括多种微量的气体成分，如h2、h2s、s2、气态s等等。图1显示了as4和h4系统在不同

5、温度下的平衡组分。从图1可见，as4和h4系统在不同温度下到达平衡时，主要生成产物是气态的h20、2和固态的as。当温度到达1073k时，在固相组分中开场出现a。此时，气相组分的变化也相应发生一些改变，组分h2s的含量在1073k时最小，s2的含量变化开场减慢。总的来看，h2s、s2的含量均较校从热力学的角度，使用as4为氧载体时的最正确温度为1073k。煤的加压气化是大规模煤气化发电技术的开展方向。为了与煤的气化系统耦合，研究较高压力下氧载体的性能是必要的。图2显示了温度为1073k时，as4和h4系统在不同压力下到达平衡时，生成产物h2s、s2的含量变化。可以发现，压力增加对s2的影响不大

6、，而h2s的含量有较大增加。但h2s含量随压力的增加并不是一个线性关系。在压力到达10 x10132510pa后，h2s含量的增加幅度明显减缓。h2s含量的增加可能是由于压力增加，增加了平衡组分中h2以及s2的含量，这样，平衡时h2s的含量也相应增加。32空气反响器中发生的氧化反响燃料反响器中复原生成的as在空气反响器中发生氧化反响，生成as4，并放出大量的热量，它是化学链燃烧的能量来源。因此，as在空气反响器中的氧化性能对化学链燃烧技术非常重要。对于生成的as氧化反响，根据热力学分析，10132510pa下，直到1845k的高温，生成产物仅包含as4，而不会有s2生成。即只发生以下反响：as

7、+22as4高于这个温度，生成产物中就有a和s2出现，即有如下反响发生：as+3224a+s24h4复原as4的动力学研究使用天津化学试剂厂的分析纯as42h20，在实验室热重一傅立叶红外分析仪(tgftir)上对as4和h4的反响动力学进展了试验研究。代写医学论文图3是升温速率为20krain，as4和h4反响系统的失重曲线。在热重曲线上，100。附近的失重峰显示的是as42h20的脱水过程，as4与h4的反响出如今900。附近，较为明显的失重出如今950。左右。最大失重速率出如今1047。，失重率为1517rain。利用atsredfern积分式得到h4复原as4的反响活化能e=17213

8、1kjtl，lna=14847。图4所示为升温速率为20kin，as4和h4反响系统气相组分的红外光谱图。从谱图可以看到as4和h4反响系统的气相组分中确实有s2存在，如何减少ss的生成量，控制ss的排放，是as4作为化学链燃烧的氧载体必须考虑的问题。5结论通过对as4和h4反响系统的热力学分析和动力学分析，可以得到以下结论：(1)以as4为氧载体可以实现化学链燃烧。(2)在适当的温度范围内，as4复原的直接产物是as，而不是a和s2；as氧化的直接产物为as4，也不是a和s2。因此，不会有大量的s2生成。(3)温度和压力对s2、h2s的生成有重要影晌。从热力学的角度，代写英语论文1073k是

9、最正确的使用温度。压力对ss的生成影响较小，而对h2s的生成影响较大。(4)控制s2的释放是使用as4为氧载体时必须考虑的问题。参考文献1姚强，陈超干净煤技术北京：化学工业出版社，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