基于化学链制氧的加热炉富氧燃烧系统构建及分析

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.10.008

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (10): 1408-1412.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.10.008

基于化学链制氧的加热炉富氧燃烧系统构建及分析

王坤，王鸿洁，魏佳，张可牧

(东北大学冶金学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2017-12-27 修回日期:2017-12-27 出版日期:2018-10-15 发布日期:2018-09-28
通讯作者: 王坤
作者简介:王坤(1987-)，男，山东莱芜人，东北大学讲师，博士.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51604078); 中央高校基本科研业务专项资金资助项目(N162504012); 中国博士后基金资助项目(2017M610185);东北大学博士后基金资助项目(20170101).国家自然科学基金资助项目(51171041).

Construction and Analysis of Heating Furnace Oxy-Fuel Combustion System Based on Chemical Looping Oxygen Production

WANG Kun， WANG Hong-jie， WEI Jia， ZHANG Ke-mu

School of Metallurgy， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2017-12-27 Revised:2017-12-27 Online:2018-10-15 Published:2018-09-28
Contact: WANG Kun
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摘要/Abstract

摘要： 基于化学链制氧原理构架了加热炉富氧燃烧系统，以解决富氧燃烧氧气来源问题.通过对Co₃O₄氧解耦特性的研究，分析构建系统的可行性.结果表明:Co₃O₄释氧反应平衡氧的体积分数随温度升高而急剧增大，当反应温度为900℃时，平衡氧的体积分数为29.6%;烟气中CO₂，H₂O等成分不会对Co₃O₄释氧过程产生影响;随Co₃O₄与烟气物质量的比的增大，烟气中氧气的体积分数逐渐增大，当物质量的比为1∶1时，950℃下氧气的体积分数可达24.5%;考虑实际生产过程，产量为32t/h的蓄热式轧钢加热炉，富氧率为4%时，Co₃O₄填充量为3.4t.

关键词: 加热炉, 富氧燃烧, 化学链, 载氧体, 氧解耦

Abstract: Based on the principle of chemical looping oxygen production， the oxy-fuel combustion system of heating furnace was built to solve the oxygen source problem.The feasibility of constructing the system was analyzed by investigating the characteristics of Co₃O₄ oxygen uncoupling. The results showed that the volume fraction of the equilibrium oxygen from the Co₃O₄ reduction increases sharply with the reaction temperature. When the temperature is 900℃， the volume fraction of the equilibrium oxygen is 29.6%.The components of CO₂ and H₂O in flue gas do not affect the oxygen release process of Co₃O₄. The oxygen volume fraction in flue gas increases with increasing the mole ratio of Co₃O₄ and flue gas. When the mole ratio is 1:1， the oxygen volume fraction can be up to 24.5% at 950℃. In practice， for a furnace with 32t/h output，when the oxygen-enriched rate is 4%， the Co₃O₄ filling capacity is 3.4t.

Key words: heating furnace, oxy-fuel combustion, chemical looping, oxygen carrier, oxygen uncoupling

中图分类号:

TK11

王坤，王鸿洁，魏佳，张可牧. 基于化学链制氧的加热炉富氧燃烧系统构建及分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(10): 1408-1412.

WANG Kun， WANG Hong-jie， WEI Jia， ZHANG Ke-mu. Construction and Analysis of Heating Furnace Oxy-Fuel Combustion System Based on Chemical Looping Oxygen Production[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(10): 1408-1412.

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