转炉熔渣余热重整甲烷制氢反应的热力学研究

【摘要】：利用HSC-Chemistry软件平台对以高温转炉熔渣为热载体的CH_4/CO_2/H_2O混合气体反应产物进行了热力学模拟计算,比较渣和水蒸气的反应、二氧化碳重整甲烷和水蒸气重整甲烷三个反应的AG和反应平衡常数K随温度的变化趋势。结果表明,甲烷重整和炉渣制氢这两类反应对炉渣热利用的温度段并不重合,可望通过这两个反应实现转炉熔渣余热的梯级高效利用。研究了以1923 K的转炉熔渣为载热体的甲烷重整反应,炉渣初始量为1000kg时,混合气体组分对各物质平衡转化率的影响。结果显示,958 K,CO_2和CH_4的初始量分别为15.38和6 kmol时,二者的平衡转化率分别为80%和83%。提高CO_2的初始量,可以明显提高甲烷平衡转化率,并增加CaCO_3的产率;初始组成中水蒸气的增加会产生两个莺整反应的竞争,使二氧化碳转化率降低,但氢气生成的总量略有增长。 【作者单位】：中国科学院过程工程研究所 北京大学 安阳市光华中学
【关键词】：转炉熔渣 甲烷重整 制氢 热力学分析
【基金】：国家自然科学青年基金(51104140;21106167)
【分类号】：TQ116.2
【正文快照】： 钢铁熔渣蕴含丰富的热资源，转炉熔融渣的平均温度以1 650℃计，回收热量后炉渣的排出温度按650℃计，则每吨渣可回收1 .2 GJ的显热，大约相当于41吨标准煤。目前，我国钢铁工业炉渣显热与潜热(余能)几乎没有得到任何有效的利用。钢铁熔渣余热资源至今未被充分利用主要是因为:

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