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一个集成的过程配置的固体氧化物燃料/电解槽细胞(SOFC㏒OEC)和太阳能有机郎肯循环(兽人)热电联产应用程序( An integrated process configuration of solid oxide fuel/electrolyzer cells (SOFC㏒OEC) and solar organic Rankine cycle (ORC) for cogeneration applications )
M Khalili FK Bahnamiri M Mehrpooya electricity/syngas cogeneration energy/exergy analysis organic Rankine cycle parabolic trough solar collector solid oxide fuel/electrolyzer cell
这项研究工作提出了一种新型的电力和可再生合成气热电联产的集成结构。该工艺的基本结构是由固体氧化物电池开发的，其中电力由以天然气为燃料的燃料电池单元产生，可再生合成气由电解槽单元产生。建立了燃料电池和电解槽单元之间的直接集成，以优化利用燃料电池。为了提高系统的可持续性，设计了一个太阳能循环，包括太阳能集热器和有机朗肯循环(ORC)，为蒸汽和CO2的回收提供可再生电力。在Aspen Custom Modeler中开发了一维数学方法来预测燃料电池和电解槽单元内的浓度、温度和电流密度分布。此外，为了验证所使用的方法、方程和模型的准确性，本文结合文献进行了全面的验证。并与文献中已有的同时产电制氢概念作了定性的结构比较。参数化研究表明，燃料电池的单位效率与燃料利用率成正比，而燃料电池的整体效率与燃料利用率成反比。此外，通过对电解槽电压和透平进口压力影响的研究表明，所提出的装置在较低电压和较高压力下效率更高。在设计工况下，燃料电池单元的能量效率和（火用）效率分别达到51.71%和49.63%。再生合成气生产装置的能量效率为12.96%，（火用）效率为17.30%。从能量和（火用）的角度计算了该装置的总效率分别为20.14%和30.28%。
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