千瓦级天然气热电联产系统的流程模拟与分析

摘要

以天然气为原料，集制氢、燃料电池发电、余热利用的千瓦级热电联产系统能够实现能量的梯级利用，满足居民及小型商业用户的能源需求。设计了以自热重整为制氢技术的KW级热电联产的工艺流程，建立了1kW的热电联产系统的模型，采用化工模拟软件AspenPlus对流程进行了模拟分析。分析了一个典型案例的输入、输出及流程中的关键节点的工艺数据。分析了水碳比、氧碳比、进料温度对系统性能，包括发电效率、燃料处理系统效率、氢气产量、合成气中CO含量和热水产量的影响。分析结果表明，当自热反应器的进料温度为450～500℃，水炭比为1.75，氧炭比为0.5时，系统的发电效率为28.2%，燃料处理效率73.3%，运行性能较优。