基于三元催化剂的固体氧化物燃料电池尾气 催化燃烧数值模拟

• 作者: 龚思琦 云再鹏 许明 敖乐 李初福 黄凯 孙晨
• 来源期刊: 发电技术
• 学科: 化学
• 关键词: 碳排放 碳捕集 三元催化剂 固体氧化物燃料电池(SOFC) 数值模拟
• 年，卷（期）: 2024,（2）
• 页码范围: 149-158
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)作为一种清洁高效的先进发电设备，具有空气、燃料气分离的结构优势，易于将燃料侧尾气中的CO2富集。为提高SOFC阳极尾气中CO2浓度，针对商业化的三元催化剂，综合考虑SOFC阳极尾气催化燃烧中传质、传热、化学反应过程，建立多物理场耦合稳态模型。基于该模型，模拟SOFC系统阳极尾气的催化燃烧特性，研究不同入口温度、反应空速和催化剂尺寸对燃烧温度、壁面温度、H2转化率、CO转化率、出口CO2浓度等参数的影响，得到各参数的变化趋势。借鉴已有实验，通过优化空速，可以将出口CO2浓度从94.72%提高至95.33%；通过优化催化剂尺寸，可以将出口CO2体积分数从94.72%提高至95.64%。通过分析尾气催化燃烧中不同工况下的出口CO2浓度变化特性，为商业三元催化剂用于SOFC系统阳极尾气催化转化和尾气CO2富集提供指导。