甲烷在熔融盐中热化学循环转化体系的热力学分析

【摘要】：为解决传统的甲烷转化技术缺陷,提出了一种新型的熔融盐化学循环反应体系。整个过程分两步:第一步,在熔融碱金属碳酸盐介质中甲烷与ZnO反应生成金属锌和合成气;第二步,金属锌分解水产生氢气和ZnO,从而ZnO又循环到第一步循环利用。根据最小吉布斯自由能原理,采用HSC化学热力学计算软件,对甲烷与ZnO气-固相反应重要中间反应的ΔrG°进行了计算和分析,进一步分析了该体系反应过程中温度和反应物比例对反应产物平衡组分的影响。结果表明,气体产物中合成气的量随反应温度的增加而增加,比较适宜的反应温度在1200K左右,同时当n(CH4)/n(ZnO)=1时,产物中n(H2)/n(CO)=2。另外,CH4与熔融盐之间在高温时有微弱反应,但产物仍是合成气。热力学分析表明该热化学循环体系在理论上是切实可行的。 【作者单位】： 昆明理工大学材料冶金工程学院 昆明理工大学材料冶金工程学院 昆明理工大学材料冶金工程学院
【关键词】： 甲烷 熔融盐 氢 合成气 热化学循环 热力学分析
【基金】：国家自然科学基金(50574046,50774038)资助项目
【分类号】：TQ013.1
【正文快照】： 甲烷(CH4)是天然气、煤层气和甲烷水合物(可燃冰)的主要成分,随着石油资源的日益枯竭,储量丰富的甲烷资源将成为最具希望的替代能源之一。据估计,世界上以甲烷水合物形式存在的碳总量约是现已知地球上所有化石燃料的2倍,在不久的将来它必将成为世界经济中能源和化工原料的主

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