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太阳能膜反应器燃料制取及联合循环效率分析
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK123[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院工程热物理研究所,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100149
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51236008);中国科学院创新交叉团队项目
中文摘要:

膜反应器是一种可在等温条件下连续运行的高效热化学反应器。基于膜反应器的甲烷重整吸热反应可利用太阳能作为热源制备更高热值的合成气,并可作为燃料提供给下游的联合循环进行发电,实现太阳能与化石能源的互补利用。本文对基于透氧膜的太阳能制取合成气系统建立理论研究模型,首先研究制取合成气的效率在不同热回收效率下随H2O/CO2比率变化的规律,然后讨论上游膜反应器的合成气产物热回收效率对于系统总发电效率的影响,并得到系统总效率的变化规律。膜反应器与常规甲烷重整反应系统相比,甲烷转化率和产气纯度更高,且燃料产物便于储存和运输。系统总发电效率为39.3%(太阳能聚光温度1200℃),具有实际应用潜力。

英文摘要:

Membrane reactor is an isothermal continuous thermochemical reactor which has a high efficiency. Syngas generated by solar thermochemical methane reforming reaction based on membrane reactor has a higher heating value than methane, and it can be fed into combined cycle (cc) as fuel for power generation, which achieves the complementation between solar energy and fossil energy. A theoretical framework is established for understanding of solar thermochemical syngas production with oxygen permeation membrane in this paper. The variation of syngas generation efficiencies with the molar ratio of H20/C02 under different heat recovery efficiencies are investigated, and the influence of heat recovery efficiencies to the total power generation efficiencies are discussed afterwards, which leads to the change rule of total system power generation efficiency variation. The total system power generation efficiency can be as high as almost 40% at the temperature of 1200℃. Compared with traditional methane reforming system, the conversion ratio of methane is higher and more solar energy can be transformed into chemical energy, and the purity of production is high in membrane reactor, which has a promising practical applications.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026