基于吉布斯自由能最小化原理,在Aspen Plus软件上建立了NiO-CH4化学链燃烧模型.通过计算反应器内的化学平衡,分析了反应物摩尔比、反应温度、反应压力和气体流量等对反应器出口气相产物组成的影响,明确了NiO-CH4化学链燃烧的反应机理,进而对NiO-CH4化学链燃烧的反应条件进行了优化.实验结果表明,当n(NiO)∶n(CH4)≤1时,燃料的燃烧以甲烷重整反应为主;当1 ＜n(NiO)∶n(CH4)≤4时,逐渐以还原反应为主;当n(NiO)∶n(CH4)＞4时,全部发生还原反应,生成CO2和H2O.当n(NiO)∶n(CH4)=4、反应温度为1 000～1 100K时,NiO-CH4化学链燃烧效率的效率最高;适当提高反应压力有助于提高CH4化学链燃烧效率,抑制其他反应的发生,但反应压力不宜大于8 MPa;在满足燃烧器功率的要求下,应尽量降低气体流量.
化学链燃烧 镍基载氧剂 甲烷