تحلیل ترمودینامیکی سیستم تولید توان بر مبنای پیل سوختی اکسید جامد مجهز به ریفرمر خارجی

Abstract

فرآیند ریفرمینگ سه گانه، از نقطه نظر قابلیت استفاده مستقیم از گازهای خروجی سیستم های تولید توان در فرآیند ریفرمینگ و تولید گاز سنتز با نسبت هیدروژن به مونواکسید کربن بالا بسیار حائز اهمیت می باشد. در تحقیق حاضر، یک سیستم تولید توان بر مبنای پیل سوختی اکسید جامد و مجهز به ریفرمر خارجی پیشنهاد شده و از نظر ترمودینامیکی مطالعه شده است. به منظور انجام فرآیند ریفرمینگ خارجی متان، گازهای خروجی سیستم در ریفرمر بازخورانی شده و از بخار آب، دی اکسید کربن و اکسیژن موجود در گازهای خروجی سیستم به عنوان عوامل ریفرمینگ استفاده شده است. برای شبیه سازی ترمودنامیکی سیستم، قوانین بقای جرم و انرژی در نرم افزارEngineering Equation Software (EES) پیاده سازی شده است. تاثیر پارامتر های مهم سیستم از قبیل چگالی جریان و دمای کاری پیل سوختی اکسید جامد بر روی شاخصه های عملکردی سیستم از قبیل انواع ولتاژ و افت ولتاژ ها، دبی جرمی سوخت و آب و هوای ورودی به سیستم، توان تولیدی پیل سوختی، بازده انرژی و اگزرژی سیستم بررسی شده است. نتایج حاصل از مطالعه پارامتریک نشان می دهد که به ازای مقادیر پایین چگالی جریان و دماهای کاری بالای پیل سوختی اکسید جامد، دبی جرمی سوخت مصرفی کاهش پیدا کرده و در نتیجه بازده انرژی و اگزرژی سیستم افزایش می یابد.