為了評價化學鏈重整制氫系統(tǒng)的性能,針對以CH4為燃料、以化學鏈技術(基于NiO/NiAl2O4氧載體)為核心的2種不同工藝重整制氫系統(tǒng)——自熱化學鏈重整制氫系統(tǒng)(autothermal chemical looping reforming,CLR(a))和蒸汽重整化學鏈燃燒系統(tǒng)(chemical looping steam reforming,CLR(s)),采用Aspen Plus軟件進行了過程模擬和熱力學分析。以2種系統(tǒng)的產氣率、冷煤氣效率、CH4轉化率等為評判指標,得到了各系統(tǒng)優(yōu)化的反應條件,并分析了各操作參數(包括燃料/重整反應器溫度和壓力、CLR(a)中氧載體甲烷摩爾比和空氣甲烷摩爾比、CLR(s)中水甲烷摩爾比和燃料甲烷份額)對系統(tǒng)性能的影響,最后對2種制氫系統(tǒng)進行了定量比較和分析。結果表明:2種化學鏈重整制氫系統(tǒng)具有相近的燃料發(fā)熱量和CH4轉化率(98%),但自熱化學鏈重整制氫系統(tǒng)工藝更為簡單,所需氧載體循環(huán)流量僅為蒸汽重整化學鏈燃燒制氫系統(tǒng)的1/3,從而可節(jié)約傳輸能量;而后者重整氣中氫含量更高(74.14%對65.81%),且具有更高的冷煤氣效率(85.28%對71.19%)和產氣率(4.05對2.97)。 

 

關鍵詞： 過程模擬;化學鏈重整;甲烷;制氫;靈敏性分析;

 

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