生物质微波制氢工艺温控仿真及工业设计优化

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 m3·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922.98m3·h-1,摩尔分数为0.4781,产率为82.49％.

关键词：生物质、微波、数值模拟、流程优化、反应器设计

所属期刊栏目：45

分类号：TK6(生物能及其利用)

资助基金：中国石油化工集团公司科技项目;大连市支持高层次人才创新创业项目

在线出版日期：2023-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：673-680