基于镍基载氧剂的甲烷化学链燃烧机理与优化

作者：闫秋会; 曾凡瑞; 李垚; 罗杰任

来源：石油化工, 2016, 45(03): 280-284.

• 化学链燃烧
• 镍基载氧剂
• 甲烷

基于吉布斯自由能最小化原理,在Aspen Plus软件上建立了Ni O-CH4化学链燃烧模型。通过计算反应器内的化学平衡,分析了反应物摩尔比、反应温度、反应压力和气体流量等对反应器出口气相产物组成的影响,明确了Ni O-CH4化学链燃烧的反应机理,进而对Ni O-CH4化学链燃烧的反应条件进行了优化。实验结果表明,当n(Ni O)∶n(CH4)≤1时,燃料的燃烧以甲烷重整反应为主;当1<n(Ni O)∶n(CH4)≤4时,逐渐以还原反应为主;当n(Ni O)∶n(CH4)>4时,全部发生还原反应,生成CO2和H2O。当n(Ni O)∶n(CH4)=4、反应温度为1 0001 100 K时,Ni O-CH4化学链燃烧效率的效率最高;适当提高反应压力有助于提高CH4化学链燃烧效率,抑制其他反应的发生,但反应压力不宜大于8 MPa;在满足燃烧器功率的要求下,应尽量降低气体流量。

• 单位
  西安建筑科技大学; 西安建筑科技大学华清学院