简介：制约碳捕集技术发展的瓶颈之一在于能耗过高,而现有碳捕集能效分析的方法论与适用模型并未从能源转换的共性机制层面揭示碳捕集理论能耗的"天花板"。因此,也较难像热力学经典概念热机、热泵及其衍生研究框架一样,从"理想与现实之间的不可逆性"这一思考原点出发,探索节能降耗的新机制与新途径。从碳捕集中能源转换的普遍特性出发,提出了热力学碳泵这一概念,首先对其在既有碳捕集研究体系中的辅助角色进行了论述,其后建立了基于热力学观点的模型并展开案例分析,最后与既有混合气体分离模型进行了异同讨论,阐述了两者的互补性。对热力学在面向新型工业应用情景下的能效分析进行了可供参考的尝试。
简介：针对燃煤烟气SO2脱除技术面临的可持续发展困境,以固体碳材料为还原剂的碳热SO2还原制硫磺技术具有重要发展前景,其中抑制非目标副产物的伴生是实现SO2定向还原的关键。基于吉布斯自由能最小原理对碳热还原SO2反应进行平衡产物量的计算,并通过固定床-FTIR实验分析反应的气相产物,探究了硫产率、副产物CO、COS和CS2的生成规律。基于温度对反应热力学平衡的影响,结合副反应,来推断出合理的反应机理。在摩尔比n(C)∶n(SO2)≤1.0时体系中主要发生反应C+SO2→S+CO2,副产物CS2生成量级仅为10-4,理论硫产率可维持在0.9以上。过量的碳会促进COS由主反应物一步生成,高温、碳过量会促进COS向CS2的转化反应。相关研究结果对实际应用时最佳工况的选取以及单质硫选择性的提高具有重要指导意义。
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