检索结果-南通市图书馆

低碳化学与化工 2024年第5期49卷 72-80页

作者：秦宁赵露露穆泽垲郑雪蓉国家能源集团江苏电力有限公司江苏南京210019 南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

太阳能驱动甲烷干重整转化技术可将CO_(2)和CH_(4)协同转化为燃料,是实现太阳能储存和CO_(2)减排的有效途径。多孔泡沫反应器因具有良好的热导率、较高的机械强度和气体渗透性,而成为太阳能驱动甲烷干重整转化技术规模化应用的研究热点... 详细信息

太阳能驱动甲烷干重整转化技术可将CO_(2)和CH_(4)协同转化为燃料,是实现太阳能储存和CO_(2)减排的有效途径。多孔泡沫反应器因具有良好的热导率、较高的机械强度和气体渗透性,而成为太阳能驱动甲烷干重整转化技术规模化应用的研究热点。通过计算流体动力学模拟(CFD)研究了入口条件对反应器反应性能的影响。结果表明,入射总辐射量为130.8 W、入口流速为0.85 L/min时反应器反应性能最好,CH_(4)、CO_(2)转化率和光-燃料效率分别为79.73%、87.53%和37.03%。通过CFD耦合遗传算法(GA)对均匀多孔Ni泡沫反应器(简称“Ni泡沫反应器”)的孔结构与反应性能之间的关系进行了研究。结果表明,增大孔隙率可以在一定程度内提高Ni泡沫反应器的反应性能,而随着孔径的增大,反应性能先提高后降低,其中当孔隙率为0.93、孔径为1.72 mm时获得的Ni泡沫反应器(结构3)具有最优的反应性能,其CH_(4)、CO_(2)转化率和光-燃料效率分别为83.55%、89.53%和46.47%。之后提出两种双梯度渐变孔径Ni泡沫反应器的设计优化策略(分别为孔径轴向上由大变小、径向上由小变大渐变(结构1)和孔径轴向、径向上都由大到小渐变(结构2))。与结构3相比,结构1有助于辐射深入的同时保证中心区域温度更高,光-燃料效率为55.00%;结构2有助于太阳能的逐步吸收,进而提高温度均匀性,光-燃料效率为52.20%。

关键词：甲烷干重整太阳能泡沫反应器计算流体力学遗传算法

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