NiFe_2O_4为载氧体的生物质半焦化学链燃烧热力学模拟研究

本文建立了以铁酸镍(Ni Fe_2O_4)为载氧体的生物质半焦化学链燃烧模型,利用HSC Chemistry 5.0软件对生物质半焦和Ni Fe_2O_4载氧体之间的化学链燃烧反应进行了热力学计算,模拟载氧体被半焦还原以及载氧体被空气氧化两个步骤的氧化还原过程,得到燃料反应器的优化操作参数为:载氧体和生物质半焦的摩尔比(O/BC)为1.5,燃料反应器的温度为800℃。热力学分析显示,Ni Fe_2O_4在化学链燃烧反应中是按照Ni Fe_2O_4→Ni-Fe_2O_3→Ni-Fe_3O_4→Ni-Fe O→Ni-Fe的顺序逐级被还原的。氧化过程的模拟说明,在空气气氛中,失去的晶格氧可以恢复到初始的程度,而实验手段得到的氧化产物的X射线衍射图则证明,通过氧化,被还原的载氧体可以大部分恢复到Ni Fe_2O_4尖晶石结构。