基于NiO/Ca2Al2SiO7的沼气自热化学链重整制氢热分析动力学模拟

论文摘要

以水泥的主要成分Ca2Al2SiO7为惰性载体,采用热分析动力学研究了NiO/Ca2Al2SiO7氧载体作用下沼气的化学链重整（chemical looping reforming, CLR）制氢性能。通过自编的MATLAB?代码计算得到430种工况下CLR模拟结果,充分考虑NiO负载率yNiO、氧载体循环流率Fs、氧载体转化率变化ΔXs、水蒸气浓度xH2O气反应器温度TAR的影响。调节氧载体循环流率,可实现对（xNiO+Ca2Al2SiO7）/biogas质量比的控制,进而调整系统总焓变化ΔH,实现自热化学链重整（CLRa）,即ΔH=0。在CLRa状态下,TAR和ΔXs的升高均导致H2产率降低,而Fs增加则有助于提高H2产率。模拟结果表明,当NiO含量低于10%（质量）、TAR接近1150 K、ΔXs小于0.25、Fs大于2 kg?s-1、xH2O小于54.5%（体积）时,H2产率可达最优值1.57（m3H2）?（m3biogas）-1。对系统的热量平衡分析显示,CLRa能够在自热状态下运行,且反应器出口处气流携带热量能够满足进口处气流的预热需求。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 梅道锋,赵海波,晏水平

关键词: 制氢,捕集,基氧载体,生物燃料,热力学

来源: 化工学报 2019年S1期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工

单位: 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,华中农业大学工学院,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室

基金: 湖北省自然科学基金项目(2018CFB376),国家自然科学基金项目(51576077,51676080,51776073),中央高校基本科研业务费专项基金(2662016QD043,2015PY077)

分类号: TQ116.2

页码: 193-201

总页数: 9

文件大小: 1249K

下载量: 128

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