為了評價化學(xué)鏈重整制氫系統(tǒng)的性能,針對以CH4為燃料、以化學(xué)鏈技術(shù)(基于NiO/NiAl2O4氧載體)為核心的2種不同工藝重整制氫系統(tǒng)——自熱化學(xué)鏈重整制氫系統(tǒng)(autothermal chemical looping reforming,CLR(a))和蒸汽重整化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)(chemical looping steam reforming,CLR(s)),采用Aspen Plus軟件進(jìn)行了過程模擬和熱力學(xué)分析。以2種系統(tǒng)的產(chǎn)氣率、冷煤氣效率、CH4轉(zhuǎn)化率等為評判指標(biāo),得到了各系統(tǒng)優(yōu)化的反應(yīng)條件,并分析了各操作參數(shù)(包括燃料/重整反應(yīng)器溫度和壓力、CLR(a)中氧載體甲烷摩爾比和空氣甲烷摩爾比、CLR(s)中水甲烷摩爾比和燃料甲烷份額)對系統(tǒng)性能的影響,最后對2種制氫系統(tǒng)進(jìn)行了定量比較和分析。結(jié)果表明:2種化學(xué)鏈重整制氫系統(tǒng)具有相近的燃料發(fā)熱量和CH4轉(zhuǎn)化率(98%),但自熱化學(xué)鏈重整制氫系統(tǒng)工藝更為簡單,所需氧載體循環(huán)流量僅為蒸汽重整化學(xué)鏈燃燒制氫系統(tǒng)的1/3,從而可節(jié)約傳輸能量;而后者重整氣中氫含量更高(74.14%對65.81%),且具有更高的冷煤氣效率(85.28%對71.19%)和產(chǎn)氣率(4.05對2.97)。 

 

關(guān)鍵詞： 過程模擬;化學(xué)鏈重整;甲烷;制氫;靈敏性分析;

 

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[1] 鐵鈷修飾鎳基復(fù)合載氧體化學(xué)鏈重整制氫研究[J]. 韓丹華;郭雪巖.能源研究與信息,2022(04)

[2] 結(jié)構(gòu)型載氧體固定床化學(xué)鏈重整制氫的實驗研究[J]. 呂宏紅;郭雪巖;霍官平;王志遠(yuǎn);楊帆.能源研究與信息,2022(02)

[3] 鎢修飾對鎳載氧體的沼氣化學(xué)鏈重整制氫性能影響[J]. 龔陳俊;梅道鋒.化工進(jìn)展,2023(04)

[4] 甲烷化學(xué)鏈重整制氫技術(shù)在燃料電池中的應(yīng)用研究[J]. 薛秀麗.新型工業(yè)化,2019(12)