CO2近零排放的光煤互补耦合SOFC发电系统热力学分析 |
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引用本文: | 陈哲文,魏俊杰,张玉明,张炜,李家州.CO2近零排放的光煤互补耦合SOFC发电系统热力学分析[J].化工学报,2023(11):4688-4701. |
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作者姓名: | 陈哲文 魏俊杰 张玉明 张炜 李家州 |
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作者单位: | 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(52206036,22278432); |
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摘 要: | 基于超临界水煤气化合成气的成分特征,提出了一种新型CO2近零排放的太阳能驱动超临界水煤气化耦合固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统。太阳能用于加热气化室给水以及提供煤气化反应热,气化合成气进入SOFC发电,SOFC阳极排气与纯氧在燃气轮机燃烧室内发生燃烧反应,产物为CO2/H2O混合物,易于实现CO2的分离捕集。研究了气化室内煤浆浓度、SOFC工作温度以及重整温度等关键参数对系统性能的影响规律,揭示了系统能量能质的分布规律及转移转化机制,上述参数分别为11.3%(质量)、1000℃以及750℃时,系统的发电效率可达到47.59%。该研究通过煤炭化学能与太阳能的互补梯级利用,结合SOFC内电化学反应及燃烧室内富氧燃烧技术,实现了CO2近零排放,对实现双碳目标具有重要意义。
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关 键 词: | 过程系统 太阳能 超临界水煤气化 集成 SOFC 计算机模拟 |
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