基于NiO/Ca2Al2SiO7的沼气自热化学链重整制氢热分析动力学模拟

• 作者: 晏水平 梅道锋 赵海波
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 制氢 CO2捕集 NiO基氧载体 生物燃料 热力学
• 年，卷（期）: 2019,（z1）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 193-201
• 页数: 9页
• 分类号: TK16
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438?1157.20181282

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及空气反应器温度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(m3 H2)?(m3 biogas)-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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵海波	华中科技大学煤燃烧国家重点实验室	86	895	19.0	26.0
2	晏水平		31	260	9.0	14.0
4	梅道锋		2	1	1.0	1.0