甲烷部分氧化合成燃气过程能量耦合工艺的研究

【摘要】：从反应温度、压力和进料量(CH_4、CO_2、H_2O和O_2)等6个变量中固定任意5个,优化剩下的一个变量的方案,研究甲烷部分氧化合成燃气含水蒸气、二氧化碳重整的能量耦合工艺(即平衡时体系的热效应为零)。建立为能量耦合的双层优化模型,即内层通过求解吉布斯自由能的最低限度得到平衡组成;外层通过改变进料组成实现体系的能量耦合。结果表明:0．1 MPa下反应体系的最佳操作温度范围为1 050～1 150 K;固定其他条件,总可通过优化O_2的量使反应体系实现能量耦合,且平衡时加入的O_2可以反应完全;平衡组分中H_2/CO比值主要取决于进料中H_2O/CO_2比值,与O_2量关系不大;另外还得出了能量耦合时变量间的关系和消炭条件。石英管反应器的热中性温度下的实验结果与本文计算结果基本一致。 【作者单位】： 中国海洋大学化学化工学院 中国海洋大学化学化工学院 中国海洋大学化学化工学院 中国海洋大学化学化工学院 中国海洋大学化学化工学院
【关键词】： 甲烷部分氧化 合成气 能量耦合工艺 吉布斯自由能的最低限度
【基金】：国家自然科学基金项目(20376078)
【分类号】：TQ511
【正文快照】： CH4是天然气的主要成分，近年来CH;部分氧化合成燃气反应，因有许多优点，而令人瞩目。研究CH4部分氧化合成燃气，主要集中在催化剂[’浏、反应机理等动力学特性上。CH4部分氧化的重要目标是反应祸合〔’〕，使反应过程的热效应降到最低，许多人从反应温度压力、配比及催化剂

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