PAFC的阴极、阳极和总物料平衡与PAFC物料平衡步骤

来源:钜大LARGE    2011-06-02 09:13:00    点击量:0

1、阳极物料平衡
阳极燃料为来自天然气重整的合成气。气体供应速率:燃料的相对分子量为10.55盯mol。则0.400k岁h燃料供应速率相当于(400/10.55)二37. 9 mol/h。在PAFC阳极,参加化学反应的只有氢气,因而燃料利用率实际是氢气的利用率,其他气体的量和流速都不变。氢气的流出速率等于供应速率消耗速率
在PAFC中,只有氢气的量在阳极发生了改变,其他成分只是简单的通过阳极。这些不起化学作用的气体稀释了氢气,从而降低电池电压。所以,总是希望稀释物越少越好。在天然气重整中要加人一定量的水蒸气来提高重整反应的转化率。从重整器出来的合成气中水蒸气的体积分数高达30%一50%。在进入燃料电池前,合成气体中的水分应冷凝除去。
2、阴极物料平衡
阴极氧化剂使用空气,空气组成。空气的利用率为25%。
3、MCFC的物料平衡
MCFC在阳极消耗氢气生成水和Cot,而在阴极消耗氧气和CO2。MCFC的工作温度约650CC,在MCFC阳极发生水气置换(WGS)反应,进而影响MCFC的物料平衡。
为简化问题,分两步解决MCFC的物料平衡。第一步,忽略WGS反应,计算阴极和阳极的物料平衡;第二步,用WGS平衡对阳极排出物的流量和组成进行修正。