千瓦级PEMFC甲醇水蒸气重整制氢过程热力学模拟

作者：苏石龙; 张磊; 张艳; 雷俊腾; 桂建舟; 刘丹; 刘道胜; 潘立卫

来源：石油化工高等学校学报, 2015, 28(02): 19-25.

• 甲醇水蒸气重整
• 过程模拟
• 水汽变换反应
• 氢气
• 一氧化碳

运用Aspen Plus软件对千瓦级质子交换膜燃料电池甲醇水蒸气重整制氢系统进行热力学模拟分析,考察不同水醇物质的量比(0.81.6)、反应温度(140400℃)及压力(101.325506.625kPa)对甲醇水蒸气重整过程的影响。结果表明,升高反应温度可以提高甲醇平衡转化率和CO摩尔分数,但会降低重整气中H2摩尔分数;增大压力会降低甲醇平衡转化率,但对H2和CO摩尔分数的影响较小;增加水醇物质的量比n(W)/n(M),甲醇平衡转化率增大,但大量水蒸气的使用会增加系统的负荷,降低热效率,所以合适的n(W)/n(M)为1.21.4;通过对整个氢源系统的模拟发现,经甲醇水蒸气重整、水汽变化和选择性氧化后,出口气中H2摩尔分数为64.27%,CO摩尔分数小于10-5,可为千瓦级质子交换膜燃料电池提供氢源。

• 单位
  中国石油天然气股份有限公司; 天津工业大学; 辽宁石油化工大学; 大连大学