重整器模型的搭建

1、重整器模型的搭建2011.08.12（張琳）參考資料： Control relevant modeling of planer solid oxide fuel cellsystem 作者： AKM M. Murshed, Biao Huang ?, K. Nandakumar參數(shù)列表：參數(shù)意義數(shù)值單位?。反應(yīng)一的焓206.1KJ / molH R?。反應(yīng)二的焓-41.15KJ / molH SrR反應(yīng)一反應(yīng)速率mol*s1PCH4CH 4 的壓強barA RX反應(yīng)的面積1000m 2TR重整器內(nèi)的溫度K反應(yīng)二的反應(yīng)速率mol*s1KS反應(yīng)二的平衡常數(shù)ConstantnCHin4 ，ninH

2、2 O氣體進口摩爾流速mol/sCP氣體的定壓比熱容J / kg.KTrefK重整器內(nèi)氣體密度kg/m3VR重整器的體積10 m 3outoutoutoutout，氣體出口摩爾流速mol/sn H 2，nCO2， nCO，nH2OnCH 4R普適氣體常數(shù)8.31J mol·-1 K·-11、從熱交換器出來的被預(yù)熱的甲烷以及獨立的蒸汽被送入重整器中，在重整器中 CH 4 和 H 2 O 的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。2、在重整器中的反應(yīng)方程為：CH 4?。H 2 O CO 3H 2，, H R 206.1KJ / mol3、如果重整器的反應(yīng)速率用 rR 來表示，則根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量守

3、恒可以得到：nCHout4nCHin4rRnH 2Onin2OrHRnCOrRn H 23rR其中：rR =k 0 PCH 4exp（-EA） A RX mol*s 1RTR211k 0 =4274mol*m*s*bar4、 CO 和 H 2O 發(fā)生可逆的放熱反應(yīng)，用以產(chǎn)生更多的氫氣；CO H2O CO2 H2,?。H S 41.15KJ / mol如果在上述反應(yīng)中的反應(yīng)速度與平衡常數(shù)用和 K S 來表示，則根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量守恒可以得到：outnH 2n H 2nCOout2nCOoutnCOnoutH2OnH2 O其中：(nH2)KS (TR )(nCO)( nH 2OKS 用溫度表示

4、可以表示如下：KS (TR ) exp（ 5693.51.077ln TR5.44*10-4 TR -1.125*10 7 TR2 - 4917013.148）TRTR24、根據(jù)能量守恒定律可知：VRCPdTRininininoutR?。?。dtnCH 4hCH 4 (TCH 4 ) nH 2O hH 2O(TH 2O )nihi (Ti) rR H RH S對 以iCH 4,H 2O,CO2,CO,H 2上公式進行分析，需解決以下幾個難點：1、的計算：= PM RT2、 h 的計算GasApproximationUnitCH4HCH410.081e462.12* TJ/molH2OH H2O

5、25.790e442.47* TJ/molH2H H 20.9959e430.73* TJ/molCOH CO12.150e431.81* TJ/molCO2H CO241.700e450.89* TJ/molN2H N21.059e 431.40* TJ/molO2H O21.2290e435.12* TJ/molAirHCH41.947e432.50* TJ/mol3、 Cv 的計算GasCH4H2OH2COCO2N2O2AirCvCp - RApproximationCv,CH 41515 83.47 * T0.02053* T 2Cv,H2O2.075e412.15* TCv,H21.829e43.719 * TCv,CO1.966e45.019* TCv,CO22369031.01* T8.875e- 3* T 2Cv, N21.910e45.126* TCv,O22.201e44.936* TCv,Air1.948e44.936* TUnitJ/kmol/KJ/kmol/KJ/kmol/KJ/kmol/