本文選題：SOFC　切入點：熱電聯(lián)供　出處：《華東理工大學》2015年碩士論文

【摘要】：以固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)為主體的熱電聯(lián)供(Combine Heat and Power, CHP)系統(tǒng)具有高效、清潔等特點,可應用于多種場合,是當前新能源領(lǐng)域的研究熱點。本文利用Aspen PlusTM建立SOFC電化學模型和熱電聯(lián)供系統(tǒng)流程模型,分析不同流程的優(yōu)劣,并對不同燃料利用率(Uf)的SOFC-CHP系統(tǒng)進行應用模擬,研究不同Uf的電堆所對應的最佳系統(tǒng)流程。此外還設(shè)計了一個SOFC-CHP系統(tǒng)用的催化燃燒耦合蒸汽重整反應器,通過改變相應參數(shù)來研究耦合反應器的性能。研究結(jié)果表明：1)僅回收尾氣熱量系統(tǒng)通常因寄生功耗大而性能較差；陽極尾氣回收聯(lián)合尾氣燃燒系統(tǒng)則結(jié)合了陽極尾氣回收系統(tǒng)高電效率和尾氣燃燒系統(tǒng)高熱效率的優(yōu)點,綜合性能是8個流程中最佳的。2)對于Uf0.6的電堆,采用陽極尾氣回收可大幅提升電效率,采用尾氣燃燒可大幅提升熱效率；對于Uf在0.6～0.8之間的電堆,采用陽極尾氣回收聯(lián)合尾氣燃燒能獲得較高的電效率和熱效率；對于Uf0.8的電堆,采用尾氣燃燒系統(tǒng)即可獲得較高的電效率。3)催化燃燒耦合蒸汽重整反應器能夠有效進行SOFC-CHP系統(tǒng)中的催化燃燒和蒸汽重整反應。提高燃燒氣體入口溫度、降低空燃比、降低電堆Uf和降低水碳比,均有利于重整反應的進行,其中電堆Uf的變化對H2濃度的影響最大。
[Abstract]:The combined Heat and (CHP) system with solid Oxide Fuel cell (SOFC) as the main body has the characteristics of high efficiency and cleanliness, so it can be used in many kinds of applications. In this paper, Aspen PlusTM is used to establish SOFC electrochemical model and heat and power system flow model, to analyze the advantages and disadvantages of different processes, and to simulate the application of SOFC-CHP system with different fuel utilization ratio. In addition, a catalytic combustion coupled steam reforming reactor for SOFC-CHP system was designed. The performance of the coupled reactor is studied by changing the corresponding parameters. The results show that the performance of the heat recovery system is usually poor because of the high parasitic power consumption. The anode tail gas recovery combined with tail gas combustion system combines the advantages of the anode tail gas recovery system with high electric efficiency and the tail gas combustion system with high thermal efficiency. The electric efficiency can be greatly improved by anode tail gas recovery, the thermal efficiency can be increased by tail gas combustion, and the high electric efficiency and thermal efficiency can be obtained by using anode tail gas recovery combined with tail gas combustion for the stack with U f between 0.6 and 0.8. For the Uf0.8 stack, a higher electric efficiency. 3) the catalytic combustion coupled steam reforming reactor can effectively carry out the catalytic combustion and steam reforming reaction in the SOFC-CHP system and raise the inlet temperature of the combustion gas. Reducing the air-fuel ratio, reducing the stack UF and reducing the water-carbon ratio are all favorable to the reforming reaction, and the change of the stack UF has the greatest influence on the H _ 2 concentration.
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM911.4

【參考文獻】

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本文編號：1667580