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。

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

分类号：O642.4(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：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

在线出版日期：2014-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2186-2194