基于天然气自热重整的SOFC系统性能分析.PDFVIP

第 67 卷 第 4 期 化 工 学 报 Vol.67 No.4 2016 年 4 月 CIESC Journal April 2016 基于天然气自热重整的SOFC 系统性能分析 1,2 1,3 1 李裕 ，叶爽 ，王蔚国 1 （中国科学院宁波工业技术研究院燃料电池与能源技术事业部，浙江 宁波 315201 ； 2 3 中国科学技术大学纳米科学技术学院，江苏 苏州 215123 ； 中国科学院上海高等研究院，上海 201210 ） 摘要：建立一个天然气自热重整的固体氧化物燃料电池（SOFC）系统模型，利用 Aspen Plus 化工流程模拟软件 链接基于 Fortran 语言编写的电堆模型，在质量守恒和能量守恒的基础上，分析不同参数对系统性能的影响。模拟 结果表明：随着水碳比的增加，甲烷和一氧化碳的转化率增大，导致氢气和二氧化碳含量增加；氧碳比和系统效 率在水碳比为 1.5 时达到最大。随着燃料利用率的增加，电流密度增大，导致空气过量系数增大，空气利用率降 低；系统的总效率和净效率均随之增大。尾气温度随着水碳比和燃料利用率的增加均呈现下降趋势。系统的最大 总效率和净效率分别为 44.5%和 39.2% 。研究结果为进一步优化自热重整系统指明了方向。 关键词：固体氧化物燃料电池；电化学；甲烷；自热重整；模拟；效率 DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157 中图分类号：TK 91 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2016 ）04—1557—08 Performance analysis of SOFC system based on natural gas autothermal reforming LI Yu1,2, YE Shuang1,3, WANG Weiguo1 1 ( Division of Fuel Cell and Energy Technology, Ningbo Institute of Industrial Technology, Chinese Academy of Sciences, Ningbo 315201, 2 Zhejiang, China; Department of Nano Science and Technology Institute, University of Science and Technology of China, Suzhou 215123, Jiangsu, China; 3Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210, China) Abstract: The target of this study is to investigate the performance and efficiency of an integrated autothermal reform