化学链CO_(2)部分脱氧热力学建模及载氧体性能评价

摘要

CO_(2)资源化利用方法可将CO_(2)转化为碳基燃料,对促进中国实现“碳中和”具有重要意义,其中化学链技术是最具前景的技术之一。针对化学链CO_(2)部分脱氧生成CO以及载氧体再生建立了热力学模型,根据吉布斯自由能变和最小化原理筛选出合适的金属氧化物载氧体,并分析了反应原料配比(物质的量之比)、反应温度与反应压力对CO_(2)转化率和CO产率的影响。结果表明,廉价、性能优良的FeO是适合该过程的载氧体;还原反应器中,FeO与CO_(2)最佳配比为3:1,适宜温度为750~1000℃,CO_(2)转化率可达32.9%,CO产率可达0.327 mol/mol;再生反应器中,Fe_(3)O_(4)与C最佳配比为1:1,适宜温度为750~1000℃,载氧体再生程度可达47.3%,单质碳气化程度可达53.9%,还原与再生过程的最佳压力均为100 kPa。