化学链燃烧技术中新型氧载体CaSO4的特性研究(2)

3．2 空气反应器中发生的氧化反应
燃料反应器中还原生成的CaS在空气反应器中发生氧化反应，生成CaSO4，并放出大量的热量，它是化学链燃烧的能量来源。因此，CaS在空气反应器中的氧化性能对化学链燃烧技术非常重要。对于生成的CaS氧化反应，根据热力学分析，1．01325×10 Pa下，直到1845 K的高温，生成产物仅包含CaSO4，而不会有SO2生成。即只发生以下反应：CaS+2O2→CaSO4高于这个温度，生成产物中就有CaO和SO2出现，即有如下反应发生：
CaS+3／2O2→4 CaO+SO2
4 CH4还原CaSO4的动力学研究
使用天津化学试剂厂的分析纯CaSO4·2H20，在实验室热重一傅立叶红外分析仪(TG—FTIR)上对CaSO4和CH4的反应动力学进行了试验研究。代写医学论文 图3是升温速率为20 K／rain， CaSO4和CH4反应系统的失重曲线。在热重曲线上， 100。C附近的失重峰显示的是CaSO4·2H20的脱水过程， CaSO4与CH4的反应出现在900。C附近，较为明显的失重出现在950。C左右。最大失重速率出现在1047。C，失重率为15．17％／rain。利用Coats—Redfern积分式得到CH4还原CaSO4的反应活化能E=1721．31kJ／tool， lnA=148．47。
图4所示为升温速率为20 K／min， CaSO4和CH4反应系统气相组分的红外光谱图。从谱图可以看到CaSO4和CH4反应系统的气相组分中确实有SO2存在，如何减少SOs的生成量，控制SOs的排放，是CaSO4作为化学链燃烧的氧载体必须考虑的问题。
5 结论
通过对CaSO4和CH4反应系统的热力学分析和动力学分析，可以得到以下结论：
(1)以CaSO4为氧载体能够实现化学链燃烧。
(2)在适当的温度范围内， CaSO4还原的直接产物是CaS，而不是CaO和SO2； CaS氧化的直接产物为CaSO4，也不是CaO和SO2。因此，不会有大量的SO2生成。
(3)温度和压力对SO2、H2S的生成有重要影晌。从热力学的角度， 代写英语论文 1073 K是最佳的使用温度。压力对SOs的生成影响较小，而对H2s的生成影响较大。
(4)控制SO2的释放是使用CaSO4为氧载体时必须考虑的问题。
 
参考文献
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