应用于等离子体排灰气处理的甲烷水汽重整反应的热力学分析

【摘要】：Tokamak装置中的等离子体反应一段时间后,需对产生的排灰气进行净化处理,以回收其中的氘氚。目前拟采用甲烷水汽重整反应将化合态的氘氚转化为单质并回收。本文运用Gibbs自由能最小化方法,对应用于等离子体排灰气处理的水汽重整反应进行热力学分析,考查反应温度、原料比例、反应压力、O2、CO2、H2、CO等因素对反应平衡的影响,确定了适宜的反应条件,即反应温度范围650~700℃,压力1×105 Pa,水碳比1.5~2.0。此外,原料气中O2或CO2的存在有利于减少积碳的生成量,并获得较高的氢同位素平衡转化率;H2的存在对重整反应的热力学平衡无明显影响;CO的存在会使积碳量增加,对反应产生不利影响,在进入重整反应器前应将其去除。 【作者单位】： 中国工程物理研究院核物理与化学研究所;
【关键词】： 甲烷水汽重整 热力学平衡 Gibbs自由能最小化 等离子体排灰气处理
【基金】：ITER国内配套项目资助(2011GB111002) 国防科工局“Z箍缩驱动的聚变-裂变混合堆”专项资助
【分类号】：TL631.24
【正文快照】： 为有效利用资源、降低环境污染,探索满足安全性、经济性、可持续发展要求的新能源,研究者对聚变能产生了极大兴趣,并致力于发展多种类型的聚变堆,如国际热核聚变实验堆(ITER)、聚变-裂变混合能源堆(简称混合堆)等。在各种聚变堆的设计过程中,等离子体排灰气处理(Tokamak exhau

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