吸附强化生物质蒸汽重整气化制氢的热力学研究

文章利用Aspen Plus流程模拟软件对比研究了在不同条件[气化温度、水与生物质中碳的物质的量比(S/C)、反应压力等]下,是否添加CO_(2)吸附剂对生物质蒸汽重整气化制氢的影响。以制取单位体积氢气所需的能耗和物耗为考察指标,利用矩阵分析方法进行优化,得到吸附强化生物质蒸汽重整气化的最佳条件:气化温度为500℃,S/C=2,气化压力为0.1 MPa,在此条件下,氢气产量为1.56 m^(3)/kg,氢气浓度为98.3%,制取单位体积氢气所需的能耗和物耗分别为4.16 MJ/m^(3)和0.64 kg/m^(3)。

蓄热式环形炉内钢坯动态加热的燃烧优化

利用Fluent软件对蓄热式环形炉内的钢坯动态加热过程进行了数值模拟,对比分析了不同燃烧方式(同侧、交错)及烧嘴分布(正对、正交错、负交错)下的钢坯温度分布、断面温差、NO_(x)质量浓度.结果表明:烧嘴交错燃烧、交错分布可以有效减小出炉钢坯的断面温差,实现NO_(x)的减排;得到了最优烧嘴燃烧和分布方式,即烧嘴交错燃烧、正交错分布,此时钢坯断面温差为19.54℃,NO_(x)排放质量浓度为118.40 mg/m^(3).

新型圆柱式储氢反应器的优化研究

文章从强化合金储氢反应器换热、提高吸氢反应效率出发,对圆柱式储氢反应器的结构及反应条件进行优化。利用Comsol Multiphysics软件建立反应器模型,研究结构以及反应条件对反应器换热能力以及吸氢效率的影响。结果表明:外形的改进可以消除氢气流动的死区,提高吸氢效率;加大氢压、提高铝粉掺杂比例、添加翅片、增加翅片长度,均能不同程度地提高吸氢效率;与改进前相比,改进后的反应器吸氢反应完成99%的时间从2 005 s下降至310 s,吸氢反应速率加快了84.5%。