单颗粒载氧体化学链燃烧反应性能数值分析  

Numerical Analysis of Reaction Performance of Single Oxygen Carrier Particle in Chemical Looping Combustion

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作  者:郑佩凤 陈时熠[1] 向文国[1] 

机构地区:[1]东南大学能源热转换及过程测控教育部重点实验室,江苏南京210096

出  处:《工业控制计算机》2020年第3期35-38,共4页Industrial Control Computer

基  金:国家自然科学基金(51272066)。

摘  要:旨在利用实验室条件下在流化床中的颗粒粒径、孔隙率以及还原反应动力学典型数据模拟单个载氧体颗粒的反应过程。采用一种较为通用的均质模型与收缩核模型结合的气-固反应模型,模拟分析多孔载氧体颗粒(CuO/Al2O3)与合成气(H2/CO)的非催化反应,并考虑了还原反应动力学、颗粒内外部传质以及传热的影响。在非稳态情况下,得到典型球形载氧体颗粒内部反应物浓度沿粒径分布,以及不同因素对反应速率的影响。结果表明,孔隙率、颗粒粒径以及反应动力学参数都对还原反应有较大影响,该研究为载氧体设计优化以及反应器设计提供基本指导。This paper simulates the reaction process of a single oxygen carrier particle using the particle size,porosity and reduction reaction kinetics data in a fluidized bed under laboratory conditions.A non-catalytic reaction in porous oxygen carrier particles(CuO/Al2O3)and synthesis gas(H2/CO)is simulated and analyzed.A general gas-solid reaction model combining homogeneous model and shrinking core model is applied in this paper.Effects of reaction kinetics,internal and external mass and heat transfer are considered.Under non-steady-state conditions,the distribution of the concentration of gas reactant along the diameter in a typical spherical oxygen carrier particle is obtained,and the influence of different factors on the reaction rate is discovered.The results show that the porosity,particle size,and reaction kinetics parameters have significant impacts on the reduction reaction.This paper provides basic guidance for the optimization of the oxygen carrier and the reactor design.

关 键 词:化学链燃烧 载氧体颗粒 传热传质 气固反应 数值模拟 

分 类 号:TK16[动力工程及工程热物理—热能工程]

 

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