基于铝水反应的热电联产系统效率分析及反应器模拟

发布时间：2024-05-09 05:20

　　能源危机和环境问题的加剧迫使人们寻求新能源加以利用。铝是一种元素资源丰富、能量密度高的能量载体,利用高温熔融铝与水反应能以清洁环保的方式得到氢气和热量,并能避免铝表面生成氧化膜阻碍反应的进行,从而提高反应效率。若能合理利用反应产生的热进行热电联产,则能有效提高能量利用率。 本文提出三种基于铝水反应的热电联产系统的概念构型,系统包含的设备有铝水反应器、汽轮机、供热交换器、燃料电池和泵。通过在铝水反应器中产生氢气和水蒸汽,利用氢气和水蒸汽在汽轮机内做功发电,经过汽轮机的氢气进入燃料电池发电,汽轮机和燃料电池出口的水都经加压泵进入铝水反应器进行循环利用。利用汽轮机乏气或燃料电池内化学反应放出的热量向热用户供热。分析得系统总能量利用率在70%左右,通过多工况计算,研究关键参数如汽轮机进口温度、燃料电池利用效率、压力等对整个系统性能的影响。 热电联产系统中反应器是一个关键设备,对合作单位自制研发的铝水反应器进行传热特性进行研究,结合实验结果建立了“三区”传热过程模型,基于传热模型编译程序,根据螺旋管冷却水的相不同而分区计算。通过计算多工况,研究反应区半径、反应区高度、冷却水流量以及产氢速率对反应...

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图1.3Liang-Beckstead的招燃烧模型[74]

图1.3Liang-Beckstead的招燃烧模型[74]产系统研究现状燃料热电系统

图2.1OT布置流程图

图2.1OT布置流程图在双汽机乏气供热TT布置（图2.2)中，设一个氢气汽轮机和一个蒸汽汽轮机。水在进入反应器前分成两路，一路作为氧化剂进入矩液参与反应，另一路作为冷却介质进入换热器，假设反应器出口蒸汽压力总是比反应

图2.2TT布置流程图

图2.2TT布置流程图在双汽机燃料电池供热布置TTE中，作为热用户的换热器和燃料电池在一起，在汽轮机后部设置冷凝器。汽轮机出口水蒸汽（乏气）压力证一定的干度以确保汽轮机安全。冷凝器使得汽机出口蒸汽/^。,，可以显

图2.3TTE布置流程图

图2.2TT布置流程图在双汽机燃料电池供热布置TTE中，作为热用户的换热器和燃料电池一起，在汽轮机后部设置冷凝器。汽轮机出口水蒸汽（乏气）压力一定的干度以确保汽轮机安全。冷凝器使得汽机出口蒸汽/^。,，可以显，从而产生更多功和电。在燃料电池运行中，热和电一起产生。由于行温度不利....

本文编号：3968373