甲烷在熔融鹽中熱化學(xué)循環(huán)轉(zhuǎn)化體系的熱力學(xué)分析

【摘要】：為解決傳統(tǒng)的甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)缺陷,提出了一種新型的熔融鹽化學(xué)循環(huán)反應(yīng)體系。整個(gè)過程分兩步:第一步,在熔融堿金屬碳酸鹽介質(zhì)中甲烷與ZnO反應(yīng)生成金屬鋅和合成氣;第二步,金屬鋅分解水產(chǎn)生氫氣和ZnO,從而ZnO又循環(huán)到第一步循環(huán)利用。根據(jù)最小吉布斯自由能原理,采用HSC化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算軟件,對甲烷與ZnO氣-固相反應(yīng)重要中間反應(yīng)的ΔrG°進(jìn)行了計(jì)算和分析,進(jìn)一步分析了該體系反應(yīng)過程中溫度和反應(yīng)物比例對反應(yīng)產(chǎn)物平衡組分的影響。結(jié)果表明,氣體產(chǎn)物中合成氣的量隨反應(yīng)溫度的增加而增加,比較適宜的反應(yīng)溫度在1200K左右,同時(shí)當(dāng)n(CH4)/n(ZnO)=1時(shí),產(chǎn)物中n(H2)/n(CO)=2。另外,CH4與熔融鹽之間在高溫時(shí)有微弱反應(yīng),但產(chǎn)物仍是合成氣。熱力學(xué)分析表明該熱化學(xué)循環(huán)體系在理論上是切實(shí)可行的。 【作者單位】： 昆明理工大學(xué)材料冶金工程學(xué)院 昆明理工大學(xué)材料冶金工程學(xué)院 昆明理工大學(xué)材料冶金工程學(xué)院
【關(guān)鍵詞】： 甲烷 熔融鹽 氫 合成氣 熱化學(xué)循環(huán) 熱力學(xué)分析
【基金】：國家自然科學(xué)基金(50574046,50774038)資助項(xiàng)目
【分類號】：TQ013.1
【正文快照】： 甲烷(CH4)是天然氣、煤層氣和甲烷水合物(可燃冰)的主要成分,隨著石油資源的日益枯竭,儲(chǔ)量豐富的甲烷資源將成為最具希望的替代能源之一。據(jù)估計(jì),世界上以甲烷水合物形式存在的碳總量約是現(xiàn)已知地球上所有化石燃料的2倍,在不久的將來它必將成為世界經(jīng)濟(jì)中能源和化工原料的主

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