用于可再生电力消纳的沼气直接甲烷化研究

马芳平; 张柳; 曾庆; 彭放; 胡强; 吴可荆

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用于可再生电力消纳的沼气直接甲烷化研究

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利用甲烷化反应将沼气中的二氧化碳转化为甲烷可以同时实现绿氢的消纳和可再生能源的高效利用。本文将沼气直接甲烷化和高温固体氧化物电解池(SOEC)电解水制氢过程耦合,以实现可再生电力的消纳与生物沼气能源的利用。首先,对比了Pt基镍硅催化剂和Ru基镍铈催化剂的CO_(2)甲烷化活性,二者均能高选择性地在400℃、0.1 MPa下实现模拟沼气中CO_(2)的甲烷化,Pt基镍硅催化剂由于更低的贵金属用量具有一定的成本优势。其次,通过二段甲烷化工艺优化,使用Pt基镍硅催化剂在2620 h^(-1)空速下单程转化率超过95%,甲烷选择性接近100%。最后,建立了SOEC电解水制氢与沼气直接甲烷化的工艺计算模型,系统理论能效为70.6%;通过热交换网络的设计,系统理论能效提高到85.4%,能效提升显著。

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来源
《化学研究与应用》 |2022年第8期|1819-1827|共9页
作者
马芳平; 张柳; 曾庆; 彭放; 胡强; 吴可荆;
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作者单位

国能大渡河流域水电开发有限公司;

四川大学新能源与低碳技术研究院;

清华四川能源互联网研究院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类第Ⅳ族金属元素及其化合物;
关键词
沼气; CO_(2)甲烷化; 催化剂; 绿氢; 系统模拟;

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