SOFC热电联供系统应用模拟
2015-08-03李培俊
钟 杰,张 莉,徐 宏,罗 青,李培俊
(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237)
符号说明:
——摩尔流量,mol/min
Rg——摩尔气体常数,J/(mol·K)
p——分压,Pa
——损失电压,V
B——温度系数,K
γ——活化损失系数,A/cm2
iL——极限电流密度,A/m2
U——输出电压,V
T——电堆温度,°C
下标
L——低热值能量
in——进入
a——阳极
DC——直流
act——活化损失
Δ——电化学反应的标准生成自由焓,J/mol
i——电流密度,A/m2
δ——厚度,m
Ⅰ——电流,A
E——能斯特电压,V
syn——合成气
frac——比例
c——阴极
AC,net——净直流
ohm——电阻损失
F——法拉第常数,C/mol
Q——热功率,W
A——电阻率,Ω·m
Eact——活化损失系数,J/mol
η——效率,%
cons——消耗
atm——大气压
eq——电子
rec——回收的
con——扩散损失
固体氧化物燃料电池(SOFC)的结构、材料和制造工艺不同,对电堆本身的燃料利用率(Uf)有很大的影响,从而会影响整个系统的性能.特别是低Uf的SOFC,在保证较高的密封性能和较短的启动时间情况下,延长了使用寿命和降低了制造成本[1].热电联供的SOFC 系统是一种清洁高效的能源系统,虽然已经发展很多年,但为了将SOFC 系统移动化、便携化和商业化,全球的研究人员仍在做出自己的努力.Yen等[2]的SOFC 系统利用尾气燃烧来提高系统的燃料利用率.徐晗等[3]给出了采用尾气燃烧的SOFC-CHP系统,分析了不同参数对系统输出性能的影响.Powell等[4]设计了一套阳极尾气回收系统,最高发电效率达到56%.Dietrich等[5]对比了阳极尾气回收系统和部分氧化催化重整系统的发电效率,结果发现阳极尾气回收系统能够获得更高的发电效率.阎哲泉等[6]针对有机朗肯循环对低温余热回收的显著优势,提出了一种基于SOFC 的有机工质余热发电联合系统.以上研究团队对如何改进SOFC系统……
