CaSO4载氧体在CaO再生过程中应用的热力学分析与模拟

摘要

为了解决直接制氢过程中CaO 再生反应器的煅烧热量来源问题并实现高纯度CO2 排放,本文提出将焦炭气化反应、CaSO4 载氧体与气化产物的化学链燃烧反应、CaO 再生反应集成在一个反应器内进行。根据热力学平衡理论对各反应的Gibbs 自由能变化和平衡常数进行计算,并利用过程模拟软件 aspen plus 模拟研究不同操作条件对平衡产物的影响。结果显示,在850-950℃的范围内,主要的气化反应、化学链燃烧反应与CaO 再生反应在热力学上可以同时进行,且具有较高的平衡常数；有CaO 再生反应参与的反应体系其平衡产物中有较多的SO2 生成,温度越高这种情况越明显；总压的增加在 1~2bar 范围内对产物中SO2的生成有明显抑制作用；总压变化对其它平衡产物含量影响不大；气化介质H2O和CO2 比例对本反应体系平衡产物影响不大。总压及气化介质的影响可能更多地体现在动力学参数上,需要进一步的研究来证实。