重整方式对天然气SOFC及其热电联供系统性能的影响研究

发布时间：2020-12-20 10:37

　　利用氢能进行分布式发电的能源供应方式具有传统电力难以媲美的巨大优势。以固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cells,SOFC）进行发电的固体氧化物燃料电池热电联供（SOFC combined heat and power,SOFC-CHP）系统做为一种新型分布式发电方式受到了广泛关注和研究。本文首先进行了甲烷蒸汽重整（Steam-methane reforming,SMR）反应的条件实验并确定了重整后的合成气组成,利用COMSOL Multiphysics建立了三维SOFC单电池模型,并模拟研究了内重整和外重整对SOFC发电性能的影响,同时通过SOFC单电池实验测试与模拟结果相验证,最后将此SOFC电化学模型耦合至CHP系统,利用Aspen Plus建立了1 kW级的天然气IRSOFC-CHP和ERSOFC-CHP两种系统流程模型,对比研究了两种系统的各项性能,研究结果如下:（1）当CH₄外重整反应条件为温度973 K¹023 K,空速2400 h^-1,水碳比3⁴时,可以得到较适... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SOFC工作示意图

中国石油大学（北京）硕士学位论文 550cm2）的阳极支撑固体氧化物燃料电池电堆，如图 1.2(b)所示。美国l Energy 公司以煤或其他碳氢化合物作为燃料，将此电堆整合成兆瓦级别发电系统。国内在 SOFC 电极材料研究制备等方面取得了不错的成绩。众多研究机目前已经能够制备出高性能的平板式 SOFC 单电池以及稳定运行的大C 平板式电池堆，并在 SOFC 的产业化方面也取得了长足进步，但和国外相比，依然存一定差距[18]。图 1.2(c)为宁波索福人公司开发的 Ni 基陶瓷 SOFC 电堆。其在 60%的燃料利用率下，能够稳定输出 700 W~1000 W衰减速率为 2%/1000 h。

第1 章 文献综述 SOFC 电堆尾气中未参与反应的燃料，并为燃料预热、提供热源。由于燃烧器的燃料在 SOFC-CHP 系统启动阶段阶段燃料又相对贫乏，因此对燃烧器提出了更高的要求。而在实际过程中，可以将吸热的重整反应和放热的燃烧以达到更好的能量利用形式[50~51]。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2927718