太阳能甲烷干重整复杂反应体系的热化学储能特性

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作   者：

徐凯迪;  谢涛;  王升;  杨伯伦; 

作者机构：

空间电子信息技术研究院;  陕西省能源化工过程强化重点实验室; 

关键词：

太阳能;  热力学过程;  动态建模;  甲烷;  二氧化碳;  复杂反应体系; 

期刊名称：

化工进展

基金项目：

基于甲烷重整热化学储能的梯级多孔活性吸收体传热及反应特性研究

i s s n：

1000-6613

年卷期：

2019 年 38 卷 011 期

页   码：

4921-4929

摘   要：

基于热力学第一和第二定律对太阳能甲烷干重整复杂反应体系的热力学特性进行建模分析,研究该体系在不同太阳光照强度时的反应器温度响应及热化学储能特性,以及副反应和各部分能量损失对整个体系能量效率的影响规律.通过平衡常数法计算反应器平衡状态时的物质组成,并进而利用热力学模型计算不同条件下入口气转化率、选择性、功效率和能量转换效率的变化规律.结果表明:进料比n(CO2)/n(CH4)的升高有助于提高甲烷转化率、选择性、功效率和能量转换效率;反应器温度的变化对系统热化学储能特性的影响显著,在较低温区(923~1123K),副反应较多,且随着温度的升高副反应逐渐受到抑制,积炭减少,功效率和能量转换效率逐渐升高,并在1123K时达到峰值;温度继续升高(>1123K),反应器辐射损失显著增加,导致功效率和能量转换效率随温度升高而降低;高温区(>1200K),副反应受到抑制,复杂反应体系的系统效率同单一反应体系趋于一致,副反应基本对系统性能无影响.