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题名固体氧化物燃料电池外重整器积炭效应数值模拟研究
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作者
陆学瑞
周帼彦
方琦
俞孟正
张秀成
涂善东
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机构
华东理工大学机械与动力工程学院
中弗(无锡)新能源有限公司
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出处
《化工学报》
北大核心
2025年第7期3295-3304,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2021YFB4001504)。
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文摘
固体氧化物燃料电池外重整器工作过程中,催化剂表面会产生积炭,导致其内部孔道结构破坏并降低催化剂活性,最终会完全堵塞催化剂孔道,造成重整器失效。采用有限元模拟软件,建立三维瞬态多物理场耦合积炭模型,模拟流体流动、质量传递、传热和化学反应过程,分析甲烷浓度、原料气流速、催化床层孔隙率以及原料气中氢气含量对重整器内积炭行为的影响。研究结果表明,催化床层孔隙率改变对催化床积炭影响较小,最佳孔隙率为0.30~0.50;原料气流速增加会改变催化床的积炭位置,最佳气体流速为0.06 m/s;增大甲烷浓度和原料气中氢气含量都会加重催化床的积炭。可通过合理调控甲烷原料气流速、甲烷浓度、氢气含量及催化床层孔隙率等工艺参数,快速消耗甲烷热解产生的碳原子,有效降低重整器内部积炭。
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关键词
重整器
积炭
孔隙率
燃料电池
甲烷
催化剂
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Keywords
reformer
carbon deposition
porosity
fuel cells
methane
catalyst
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分类号
TQ517.5
[化学工程]
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题名基于甲烷水蒸气重整的SOFC耦合系统性能研究
被引量：3
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作者
苏鹏
林彬
赵炜
羊羿
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机构
江苏大学能源与动力工程学院
中广核研究院有限公司
中弗(无锡)新能源有限公司
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出处
《电源技术》
CAS
北大核心
2021年第4期466-469,共4页
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基金
国家自然科学基金项目(51506077)。
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文摘
甲烷水蒸气重整固体氧化物燃料电池(SOFC)系统主要包含了甲烷水蒸气重整制氢/供气单元、SOFC电堆单元、电化学测试单元等,系统通过换热器将SOFC电堆单元的余热回收再利用,可实现能源的梯级高效利用,具有良好的发展前景。针对系统中影响因素较多的甲烷水蒸气重整供氢单元进行了研究,通过调整重整反应的不同重整温度、水碳比等影响因素,对比分析了不同工况下CH4转化率的变化规律;在最优工况下,实现了甲烷水蒸气重整制氢/供气单元和SOFC电堆单元的直接耦合,对SOFC电堆进行了性能测试,并对比分析了耦合后的系统性能,提出进一步的优化方案。
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关键词
甲烷水蒸气重整
SOFC
重整温度
水碳比
电堆性能
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Keywords
methane-steam reforming
SOFC
reforming temperature
steam-carbon ratio
stack performance
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分类号
TM911.4
[电气工程—电力电子与电力传动]
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