基于共生理论的甲烷共气化过程分析

运用共生理论，对甲烷、二氧化碳和氧气共气化制备合成气的耦合过程进行了分析，以便给定实际生产过程的最优操作条件．从甲烷部分氧化、二氧化碳重整和水蒸气重整等典型反应的热力学以及本征反应动力学分析入手，将一氧化碳和氢气视为该耦合过程的主质参量，得到了上述共生体系的特征共生度表达式．以进料中二氧化碳相对含量为调整变量，目的产品合成气中氢碳的量之比为考察指标，通过质参量兼容原理及共生稳定条件下的共生度关系，建立了氢碳的量之比与进料量之间的关联式．分析结果表明：改变进料二氧化碳的相对含量，可以在一定范围内调整系统的能耗和合成气中氢碳的量之比；同时，可求得一最优的二氧化碳进料量，使得该体系满足共生稳定，能量损耗最小，从而实现综合考虑经济效益和能耗等因素的共生系统优化。