化学链重整制氢系统的过程模拟

被引：11

作者：

赵海波 ^{[1
]}

陈猛 ^{[2
]}

熊杰 ^{[1
]}

梅道锋 ^{[1
]}

郑楚光 ^{[1
]}

机构：

[1] 煤燃烧国家重点实验室(华中科技大学)

[2] 中国五环工程有限公司

来源：

中国电机工程学报 | 2012年 / 32卷 / 11期

关键词：

过程模拟; 化学链重整; 甲烷; 制氢; 灵敏性分析;

D O I：

10.13334/j.0258-8013.pcsee.2012.11.002

中图分类号：

TQ116.2 [氢气];

学科分类号：

0817 ;

摘要：

为了评价化学链重整制氢系统的性能,针对以CH4为燃料、以化学链技术(基于NiO/NiAl2O4氧载体)为核心的2种不同工艺重整制氢系统——自热化学链重整制氢系统(autothermal chemical looping reforming,CLR(a))和蒸汽重整化学链燃烧系统(chemical looping steam reforming,CLR(s)),采用Aspen Plus软件进行了过程模拟和热力学分析。以2种系统的产气率、冷煤气效率、CH4转化率等为评判指标,得到了各系统优化的反应条件,并分析了各操作参数(包括燃料/重整反应器温度和压力、CLR(a)中氧载体甲烷摩尔比和空气甲烷摩尔比、CLR(s)中水甲烷摩尔比和燃料甲烷份额)对系统性能的影响,最后对2种制氢系统进行了定量比较和分析。结果表明:2种化学链重整制氢系统具有相近的燃料发热量和CH4转化率(98%),但自热化学链重整制氢系统工艺更为简单,所需氧载体循环流量仅为蒸汽重整化学链燃烧制氢系统的1/3,从而可节约传输能量;而后者重整气中氢含量更高(74.14%对65.81%),且具有更高的冷煤气效率(85.28%对71.19%)和产气率(4.05对2.97)。

引用

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