太阳能驱动甲烷化学链重整制氢与甲醇合成的储能系统模拟
王艳娟1
龙云飞1
辛宇2
蒋琼琼1
徐超1
曲万军3
洪慧2
1.华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京 1022062.中国科学院工程热物理研究所,北京 1001903.东莞理工学院化学工程与能源技术学院广东省分布式能源系统重点实验室,广东东莞 523808
摘要：为了实现氢能的安全储存与运输,将氢气转化为液态甲醇成为氢气存储的重要方式.氢气与一氧化碳(CO)通过费托合成制取甲醇由于其优异性能而被广泛应用.传统制取氢气与CO的方法主要是甲烷湿重整和甲烷干重整,然而该方法需在高温(≥850℃)下进行,且能量消耗较大,通常依赖甲烷燃烧放热以满足反应条件.提出了一种太阳能驱动甲烷化学链重整制氢与甲醇合成的储能系统,选用氧化镍作为载氧体,反应温度可降至600 ℃,系统以太阳热能为驱动力,避免了燃烧甲烷,降低了能耗并减少了环境负担.同时,依据"温度对口、梯级利用"原则将甲烷化学链重整产生的高温烟气与燃气蒸汽联合循环耦合进行发电.能量、(火用)和灵敏度分析结果表明:燃料反应器与空气反应器温度分别为600 ℃和1 200 ℃、氧化镍与甲烷物质的量比为0.8、水与甲烷物质的量比为1.9时,系统的能量利用效率为62.82％,(火用)效率为64.75％,甲醇产率可达69.73％.在此条件下,甲烷转化率为80.58％,相比传统甲烷重整法降低了 250 ℃,且甲烷转化率显著提高.
关键词：化学链重整制氢甲醇合成太阳能热存储灵敏度分析能量和(火用)分析
分类号：TK019(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52306242)国家自然科学基金(52076075)
论文发表日期：2024-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 95-104 )
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