轉(zhuǎn)爐熔渣余熱重整甲烷制氫反應(yīng)的熱力學(xué)研究

【摘要】：利用HSC-Chemistry軟件平臺(tái)對(duì)以高溫轉(zhuǎn)爐熔渣為熱載體的CH_4/CO_2/H_2O混合氣體反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了熱力學(xué)模擬計(jì)算,比較渣和水蒸氣的反應(yīng)、二氧化碳重整甲烷和水蒸氣重整甲烷三個(gè)反應(yīng)的AG和反應(yīng)平衡常數(shù)K隨溫度的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明,甲烷重整和爐渣制氫這兩類(lèi)反應(yīng)對(duì)爐渣熱利用的溫度段并不重合,可望通過(guò)這兩個(gè)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐熔渣余熱的梯級(jí)高效利用。研究了以1923 K的轉(zhuǎn)爐熔渣為載熱體的甲烷重整反應(yīng),爐渣初始量為1000kg時(shí),混合氣體組分對(duì)各物質(zhì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果顯示,958 K,CO_2和CH_4的初始量分別為15.38和6 kmol時(shí),二者的平衡轉(zhuǎn)化率分別為80%和83%。提高CO_2的初始量,可以明顯提高甲烷平衡轉(zhuǎn)化率,并增加CaCO_3的產(chǎn)率;初始組成中水蒸氣的增加會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)鶯整反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng),使二氧化碳轉(zhuǎn)化率降低,但氫氣生成的總量略有增長(zhǎng)。 【作者單位】：中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所 北京大學(xué) 安陽(yáng)市光華中學(xué)
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)爐熔渣 甲烷重整 制氫 熱力學(xué)分析
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)青年基金(51104140;21106167)
【分類(lèi)號(hào)】：TQ116.2
【正文快照】： 鋼鐵熔渣蘊(yùn)含豐富的熱資源，轉(zhuǎn)爐熔融渣的平均溫度以1 650℃計(jì)，回收熱量后爐渣的排出溫度按650℃計(jì)，則每噸渣可回收1 .2 GJ的顯熱，大約相當(dāng)于41噸標(biāo)準(zhǔn)煤。目前，我國(guó)鋼鐵工業(yè)爐渣顯熱與潛熱(余能)幾乎沒(méi)有得到任何有效的利用。鋼鐵熔渣余熱資源至今未被充分利用主要是因?yàn)?

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