固体氧化物燃料电池阳极甲烷重整过程动力学模型

【摘要】：基于甲烷蒸气重整动力学模型,结合平板型固体氧化物燃料电池阳极材料上甲烷蒸气重整实验数据,得到了镍/氧化钇稳定氧化锆阳极甲烷蒸气重整过程的有效动力学模型,并采用该模型在不同工况下得出阳极内温度分布、甲烷转化率、最大温差、碳沉积及其可能气化的位置等.结果表明:局部温度分布和甲烷转化率对工作参数非常敏感,尤其是工作温度;局部温度在多孔阳极的前部急剧下降,而后随外部电加热器的热量和水转化所释放的热量增加而逐渐回升;最大温差区域在多孔阳极的前部,最大温差及其增量随着工作温度升高而增加;工作温度对甲烷转化率具有正面影响,并呈非线性关系;较高的工作压力对甲烷蒸气重整无益;碳可能沉积的区域在阳极的前部,特别是其表面;工作温度的升高对降低碳沉积起到较大作用;碳的气化反应随S/C的增加而加快. 【作者单位】： 上海交通大学机械与动力工程学院;
【关键词】： 固体氧化物燃料电池 甲烷水蒸气重整反应 阳极材料 镍/氧化锆催化剂 动力学模型 工作温度 甲烷转化率 重整过程 碳沉积 最大温差
【基金】：国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(2007CB210102) 上海市科委科技攻关项目(08DZ1200102)
【分类号】：TM911.4
【正文快照】： 固体氧化物燃料电池(SOFC)是将碳氢化合物燃料转化为电能和热的能量转换装置,且比常规热机、蒸气/燃气轮机和联合循环具有更高效率、较低噪声和污染排放.相比于其他燃料电池,SOFC的优势在于其可在阳极部分直接转化碳氢化合物.这是由于其工作温度较高,约在700~1 000℃[1,2],可

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