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高压天然气自热重整制氢过程中的碳烟生成机制研究
【作者】
宋轶鸿; 刘鹏; 高翔
【单位】
浙江大学
【摘要】
高压天然气自热重整(ATR)技术被认为是未来主要的零碳制氢技术之一,在ATR燃烧区形成的碳烟可能会沉积在下游的催化剂表面,致使催化剂失活,降低制氢效率与制氢经济性。基于课题组之前的研究工作,梳理了关键燃烧参数调控对ATR燃烧区碳烟生成的影响机制。具体而言,利用激光诱导白炽灯、激光诱导荧光、OH自发光和数值模拟技术,研究了燃烧压力和重整原料(CO2/CH4)对碳烟、碳烟前驱体多环芳烃、OH *分布和火焰结构的物理化学作用机制,并提出了一个能准确预测自热重整燃烧模式下的化学键成核模型。实验结果表明,碳烟体积分数随燃烧压力呈线性相关性,这可以用多环芳烃摩尔浓度随压力线性增加来解释。另一方面,提高原料中的CO2/CH4摩尔比可以抑制碳烟的形成,但效果随燃烧压力的增加而逐渐减弱。模拟分析表明,CO2的化学效应主要是通过CO2 + H→CO + OH反应实现,其对碳烟的抑制效果是热效应的2倍。研究结果有助于进一步优化ATR过程。
【关键词】
零碳氢气;自热重整;碳烟
【论文集名称】
【会议名称】
内燃动力碳中和与排放控制学术年会(2023)
【会议时间】
2023-7-17至2023-7-20
【会议地点】
无锡
【下载次数】
6

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