生物质微波制氢工艺温控仿真及工业设计优化

作     者：吴斯侃 肖彬 王鑫 张彪 王博 宋永一 WU Si-kan;XIAO Bin;WANG Xin;ZHANG Biao;WANG Bo;SONG Yong-yi

作者机构：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院大连116041 

基　　金：中国石油化工集团公司科技项目(总合-141903) 大连市支持高层次人才创新创业项目(2020RJ10) 

出 版 物：《工程科学学报》 (Chinese Journal of Engineering)

年 卷 期：2023年第45卷第4期

页      码：673-680页

摘      要：利用微波对生物质进行热解制氢是一种高效、快速、环保的技术手段,由于木质素是自然界唯一可再生的芳香碳氢资源,因此以木质素为主的林木类生物质是一种很好的制氢原料.目前制约其工业化的因素主要来自微波热点效应,因此本文通过生物质在不同微波频率下的穿透深度,对反应器进行整体建模设计,并通过正交设计仿真、CFD及HYSYS模拟来分别获得均匀温度场的工况条件、最佳反应器高径比以及工业化装置最大产品量时的操作参数.结果表明,当微波功率密度为30 W·g^(–1),物料颗粒半径为4 mm,物料堆积密度为800 kg·m^(-3),反应器高径比为2.0,水蒸气中段和末段通量分别为290和1230 m 3·h^(–1)时,可以获得最大量氢气产品且温度场均匀,此时温度场的变异系数为0.009,氢气的产量为922.98 m^(3)·h^(–1),摩尔分数为0.4781,产率为82.49%.

主 题 词：生物质 微波 数值模拟 流程优化 反应器设计 

学科分类：080703[080703] 0817[工学-轻工类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0903[农学-动物生产类] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0901[农学-植物生产类] 0822[工学-核工程类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.13374/j.issn2095-9389.2022.01.27.001

馆 藏 号：203115929...