氢气和甲醇联产的太阳能化学链甲烷湿重整系统模拟

提出一种基于化学链技术的新型太阳能甲烷湿重整制合成气合成甲醇的工艺路线,同时会联产氢气。建立各个子系统如化学链重整系统、热回收利用系统、甲醇合成系统及分离系统的模型,并将其应用于Aspen Plus软件进行系统模拟。在900℃、2.0~2.5MPa的反应条件下,与相同条件下传统工业中甲烷湿重整制合成气合成甲醇工艺路线在能耗分析、经济性分析、分析及二氧化碳排放等方面进行对比。可以发现,基于化学链技术的太阳能甲烷湿重整制合成气合成甲醇系统在能耗、节能减排和效率方面较传统工业中甲烷湿重整制合成气有明显的优势。

太阳能甲烷重整反应器研究进展

太阳能是世界上最丰富的清洁能源,被看作是解决化石能源短缺问题的关键。但是太阳能的间歇性很大程度上制约了其使用场景,太阳能热化学过程可以有效缓解太阳能间歇性带来的影响。在太阳能热化学过程中,反应器的性能直接影响了反应的效果。本文以太阳能甲烷重整过程为例,首先介绍了3种甲烷重整类型,分别介绍了其优缺点和工程应用。然后从结构、工作原理以及研究进展等方面简述了几种目前常见的太阳能甲烷重整反应器。包括对目前最常见的腔式反应器、膜反应器、旋转式反应器、流化床反应器和其他新颖反应器的介绍。最后,提出下一阶段太阳能甲烷重整反应器的研究重心应放在设计多功能于一体的反应器和促进多学科交叉研究上。

不同太阳能热化学储能体系的研究进展

太阳能热发电技术是缓解能源危机改善生态环境的重要技术,而储能系统是太阳能维持稳定和持续热发电的关键.本文从现有3种太阳能储热技术出发,分析了热化学储能具有的高储能密度和可实现大规模远距离存储和运输的明显优势,介绍了现有的5种热化学储能体系在反应机理、反应模型和反应器等方面的最新研究进展,并对各个体系的优缺点进行了评述.针对反应体系存在的问题,提出了未来几种储能体系主要的研究方向是循环性能的提高、高性能催化剂的制备、高效反应器的设计制造以及传热传质与化学反应耦合模型等.

化学链小分子转化研究进展

化学链将一个化学反应分解成在同一反应器依次进行或在不同反应器同时进行的两个或多个独立的反应.反应物之间物质和能量的传递通过一个固体媒介实现,媒介中某一元素的价态在两个值之间循环变化.相比于传统化学反应过程,化学链反应过程具有效率高、安全性能高和操作灵活等优点.化学链曾经被用于商业化生产氧气、氢气和二氧化碳.进入21世纪以来,化学链用于小分子化学转化受到了研究人员的广泛关注.本文介绍了近年来这一领域的研究进展,重点总结了太阳能热化学分解H2O和CO2、化学链甲烷干/湿重整、晶格氧选择烧氢耦合脱氢和化学链合成氨的发展现状,并对化学链小分子化学转化面临的挑战进行了讨论.