Thermodynamic model of coal direct chemical looping combustion

化学链燃烧 燃烧 化学 摩尔比 化学平衡 固体燃料 热力学平衡 煤燃烧产物 氧气 化学工程 热力学 物理化学 有机化学 催化作用 工程类 物理
作者
Min Huang,Zichen Wang,Xuefeng Yin,Na Zhang,Hao Wang,Dongxu Liang,Hao Liu
出处
期刊:International Journal of Coal Preparation and Utilization [Taylor & Francis]
卷期号:: 1-18
标识
DOI:10.1080/19392699.2024.2442453
摘要

Chemical looping combustion (CLC) technology offers cost-effective CO2 emission reduction. Coal direct chemical looping (CDCL) emerges as a promising solid fuel CLC technology owing to its ability to directly utilize coal without prior gasification, enhancing system integration and efficiency. Despite significant progress in CDCL, challenges persist, including carbon deposition and insufficient oxidation and reduction of oxygen carriers (OCs). This study conducted a thermodynamic equilibrium analysis of a CDCL combustion reactor using Cantera 3.0, a chemical calculation module developed at the California Institute of Technology. The analysis explored the impact of different temperatures, OC-to-coal molar ratios (θ), and OCs types on combustion products. By employing the minimum Gibbs function method and analyzing intrinsic reaction mechanisms, the study provides insights for predicting and optimizing system performance. Thermodynamic equilibrium analysis revealed that with CuO as the OC, insufficient OC (θ < 0.6) led to Cu as the reduction product, while sufficient OC (0.6 < θ < 1.3) yielded Cu and CuO, and excess OC (θ > 1.3) resulted in Cu2O. To optimize CO2 capture, a molar ratio of θ of at least 1.4 and a temperature of at least 800°C are recommended. When Fe2O3 served as the OC, insufficient OC (θ < 0.45) produced Fe and FeO, while excess OC generated FeO and Fe3O4. Optimal operational performance and CO2 capture efficiency required an OC-to-coal molar ratio exceeding 1.4 and a temperature higher than 700°C. This study demonstrates that in CDCL combustion systems, selecting appropriate OCs, temperatures, and OC-to-coal molar ratios ensures stable and efficient combustion and CO2 capture. These findings offer crucial guidance for optimizing system operation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
见雨鱼完成签到,获得积分10
1秒前
shiyi0709应助悦耳曼荷采纳,获得10
2秒前
NGC2244发布了新的文献求助20
2秒前
萱萱发布了新的文献求助10
3秒前
无奈青发布了新的文献求助10
4秒前
berg发布了新的文献求助10
4秒前
ding应助酱鱼采纳,获得10
4秒前
5秒前
dzjin完成签到,获得积分10
5秒前
lca507发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
万盼晴完成签到,获得积分10
6秒前
龙志强发布了新的文献求助10
7秒前
荷月初六发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.2应助调皮思真采纳,获得10
7秒前
吃不下完成签到,获得积分10
7秒前
shawn发布了新的文献求助10
9秒前
文静冰露发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
除冰小白完成签到,获得积分10
10秒前
萱萱完成签到,获得积分10
11秒前
在水一方应助刻苦的幻巧采纳,获得10
11秒前
鱼在哪儿完成签到 ,获得积分20
11秒前
米岚发布了新的文献求助10
11秒前
荷月初六完成签到,获得积分10
12秒前
orixero应助yys采纳,获得10
13秒前
嘀嘀嘀完成签到,获得积分10
13秒前
orixero应助DUBUYINKE采纳,获得10
13秒前
百里新梅完成签到,获得积分10
13秒前
可爱的函函应助雨果采纳,获得10
13秒前
钌铑钯完成签到,获得积分10
14秒前
聪明可冥发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
乐乐应助幸福广山采纳,获得10
16秒前
跳跃彩虹发布了新的文献求助10
17秒前
17完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527454
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320501
关于积分的说明 17810820
捐赠科研通 5629174
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930195
邀请新用户注册赠送积分活动 1906928
关于科研通互助平台的介绍 1766478