本文主要研究内容
作者田民丽（2019）在《基于固体氧化物燃料电池的CO2零排放联供系统热力学分析》一文中研究指出：固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)具有燃料利用率高、燃料选择灵活、相对成本较低、环境友好等优点,是未来最有发展前景的技术之一。燃料电池阴极和阳极反应原料被多孔电解质和连接材料隔开,阴极和阳极的反应物及反应产物未直接接触。以甲烷为燃料,当阳极排气与纯氧进行充分混合燃烧时,燃烧产物只有H2O和CO2,且CO2浓度较高,为SOFC系统中实现CO2低能耗捕集提供了可能性。本文提出一种可实现CO2的零排放基于SOFC和燃气轮机(Gas turbine,GT)的SOFC/GT联供系统。SOFC/GT系统的工作温度较高,其排气余热仍有可回收利用的价值。以有机朗肯循环和吸收式制冷循环作为底循环回收来自SOFC/GT系统的余热,建立基于SOFC/GT系统、CO2捕集系统、有机朗肯循环和吸收式制冷循环的冷热电联供系统(SOFC/GT/ORC/ARC);以卡琳娜循环作为底循环回收SOFC/GT系统余热,建立基于SOFC/GT系统、CO2捕集系统和卡琳娜循环的多联供发电系统(SOFC/GT/KC)。本文首先建立了SOFC的电化学模型,并进行了模型验证以及本体性能的分析;建立了SOFC/GT系统主要设备的热力学模型,在给定工况下计算系统中各状态点的热力学参数和系统的性能,并研究了变工况下性能的变化情况。计算结果表明,在设计工况下,SOFC/GT系统的发电效率和(?)效率分别为50.99%和为54.93%;当电流密度为0.2 A/cm2时,系统输出功最多,发电效率最大;联供系统发电效率在SOFC进口温度700℃时取得最大值50.99%，联供系统(?)效率在600℃处取得最大值55.84%。其次,分别建立了 SOFC/GT/ORC/ARC冷热电联供系统和SOFC/GT/KC多联供系统底循环热力学模型,在设计工况下分别计算联供系统的各状态点的热力学参数和性能参数,并分析关键参数对联供系统性能的影响。计算结果表明,在给定状况下,SOFC/GT/ORC/ARC系统的联供效率、联供发电效率和(?)效率分别为72.23%、52.83%和59.96%，SOFC/GT/KC系统发电效率和(?)效率分别为54.77%和58.4%,与没有CO2捕集系统的联供系统相比,联供系统效率下降了 2.05%;SOFC/GT/ORC/ARC联供系统(?)效率在SOFC进口温度为625℃时取得最大值60.1%,联供效率和联供发电效率在700℃时分别取得最大值73.19%和52.95%;SOFC/GT/KC联供系统(?)效率在SOFC进口温度为625℃时取得最大值58.77%,联供系统发电效率在700°C时取得最大值54.77%。通过变工况分析可知,联供系统中的主要参数对系统性能的影响程度不同,在条件允许的情况下,选择合适的参数可以很好地提高系统的性能。
Abstract
gu ti yang hua wu ran liao dian chi (Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)ju you ran liao li yong lv gao 、ran liao shua ze ling huo 、xiang dui cheng ben jiao di 、huan jing you hao deng you dian ,shi wei lai zui you fa zhan qian jing de ji shu zhi yi 。ran liao dian chi yin ji he yang ji fan ying yuan liao bei duo kong dian jie zhi he lian jie cai liao ge kai ,yin ji he yang ji de fan ying wu ji fan ying chan wu wei zhi jie jie chu 。yi jia wan wei ran liao ,dang yang ji pai qi yu chun yang jin hang chong fen hun ge ran shao shi ,ran shao chan wu zhi you H2Ohe CO2,ju CO2nong du jiao gao ,wei SOFCji tong zhong shi xian CO2di neng hao bu ji di gong le ke neng xing 。ben wen di chu yi chong ke shi xian CO2de ling pai fang ji yu SOFChe ran qi lun ji (Gas turbine,GT)de SOFC/GTlian gong ji tong 。SOFC/GTji tong de gong zuo wen du jiao gao ,ji pai qi yu re reng you ke hui shou li yong de jia zhi 。yi you ji lang ken xun huan he xi shou shi zhi leng xun huan zuo wei de xun huan hui shou lai zi SOFC/GTji tong de yu re ,jian li ji yu SOFC/GTji tong 、CO2bu ji ji tong 、you ji lang ken xun huan he xi shou shi zhi leng xun huan de leng re dian lian gong ji tong (SOFC/GT/ORC/ARC);yi ka lin na xun huan zuo wei de xun huan hui shou SOFC/GTji tong yu re ,jian li ji yu SOFC/GTji tong 、CO2bu ji ji tong he ka lin na xun huan de duo lian gong fa dian ji tong (SOFC/GT/KC)。ben wen shou xian jian li le SOFCde dian hua xue mo xing ,bing jin hang le mo xing yan zheng yi ji ben ti xing neng de fen xi ;jian li le SOFC/GTji tong zhu yao she bei de re li xue mo xing ,zai gei ding gong kuang xia ji suan ji tong zhong ge zhuang tai dian de re li xue can shu he ji tong de xing neng ,bing yan jiu le bian gong kuang xia xing neng de bian hua qing kuang 。ji suan jie guo biao ming ,zai she ji gong kuang xia ,SOFC/GTji tong de fa dian xiao lv he (?)xiao lv fen bie wei 50.99%he wei 54.93%;dang dian liu mi du wei 0.2 A/cm2shi ,ji tong shu chu gong zui duo ,fa dian xiao lv zui da ;lian gong ji tong fa dian xiao lv zai SOFCjin kou wen du 700℃shi qu de zui da zhi 50.99%，lian gong ji tong (?)xiao lv zai 600℃chu qu de zui da zhi 55.84%。ji ci ,fen bie jian li le SOFC/GT/ORC/ARCleng re dian lian gong ji tong he SOFC/GT/KCduo lian gong ji tong de xun huan re li xue mo xing ,zai she ji gong kuang xia fen bie ji suan lian gong ji tong de ge zhuang tai dian de re li xue can shu he xing neng can shu ,bing fen xi guan jian can shu dui lian gong ji tong xing neng de ying xiang 。ji suan jie guo biao ming ,zai gei ding zhuang kuang xia ,SOFC/GT/ORC/ARCji tong de lian gong xiao lv 、lian gong fa dian xiao lv he (?)xiao lv fen bie wei 72.23%、52.83%he 59.96%，SOFC/GT/KCji tong fa dian xiao lv he (?)xiao lv fen bie wei 54.77%he 58.4%,yu mei you CO2bu ji ji tong de lian gong ji tong xiang bi ,lian gong ji tong xiao lv xia jiang le 2.05%;SOFC/GT/ORC/ARClian gong ji tong (?)xiao lv zai SOFCjin kou wen du wei 625℃shi qu de zui da zhi 60.1%,lian gong xiao lv he lian gong fa dian xiao lv zai 700℃shi fen bie qu de zui da zhi 73.19%he 52.95%;SOFC/GT/KClian gong ji tong (?)xiao lv zai SOFCjin kou wen du wei 625℃shi qu de zui da zhi 58.77%,lian gong ji tong fa dian xiao lv zai 700°Cshi qu de zui da zhi 54.77%。tong guo bian gong kuang fen xi ke zhi ,lian gong ji tong zhong de zhu yao can shu dui ji tong xing neng de ying xiang cheng du bu tong ,zai tiao jian yun hu de qing kuang xia ,shua ze ge kuo de can shu ke yi hen hao de di gao ji tong de xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东大学的田民丽，发表于刊物山东大学2019-07-16论文，是一篇关于固体氧化物燃料电池论文,有机朗肯循环论文,卡琳娜循环论文,联供循环论文,热力性能分析论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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