采用可变体积膜间歇反应器生产氢气的调制液体燃料介绍

一种新型的动态控制膜间歇反应器，该反应器集成了CO的变体积操作₂/H₂本文介绍了直接液滴撞击反应器(DDIR)中直接注入液体燃料以提高功率密度的活性膜活塞(CHAMP)，并进行了实验研究。

实验

CHAMP-DDIR由一个主动控制的微喷射器和一个可变体积活塞-气缸反应室组成，用于液体燃料雾化，使用Pd-Ag箔膜和Cu/ZnO/Al₂O_3.如图1和图2所示。

图1所示。实验Champ-DDIR反应器和管道/仪表图的示意图。

图2。用于CHAMP-DDIR性能表征的实验试验台照片。

研究了CHAMP-DDIR两种运行模式:动态调节反应器体积的间歇反应和脉冲调制燃料喷射。他们的性能通过体积功率密度等指标进行量化，并用质谱仪测量氢产率(隐藏分析四极HPR-20 QIC)，并与标准操作(固定反应堆体积的单次燃料喷射)进行了比较。实验结果表明，在转化过程中，通过压缩反应器体积可以减少相同产氢量的停留时间。停留时间的缩短主要是由于反应器腔内的氢分压升高，因此氢的渗透率升高。

此外,脉冲调制燃油喷射实验表明,大大减少所需反应器体积可以用多重射击分割燃料完成介绍,如图3所示(a)和2 (b)。减少所需反应器体积和减少所需周期增加CHAMP-DDIR的体积功率密度。体积功率密度的一个重要改进被看作是将时间调制燃料引入与减少反应堆体积相结合的结果。确认功率密度增强意识到通过反应器的动态压缩体积为17%,并通过time-modulated燃料介绍改善完成38%(85%氢产量效率相同的限制下最大操作压力和燃料的总量),如图3所示(c)。

图3。时间调制燃料喷射实验的结果与常数，但不同的反应堆体积(6厘米^3.和4.5厘米^3.)在约束压力下:(a) H₂(b) H₂产量效率和(c) 4次喷丸(4.5 cm)的体积功率密度^3.)和单次注射(6cm^3.)在最大峰值压力约束下运行的反应堆的固定体积操作。一开始，单次注射/大体积操作比多次注射/小体积操作的制氢速率更高。然而，由于体积较小的反应器在大部分周期中保持较高的压力，总H₂产量接近70%左右。对于85%的产氢效率而言，通过将燃料喷射分解为4次，并使用更小的体积，体积功率密度提高了38%。

结论

改进的功率密度和氢气流量控制的潜力显示了CHAMP-DDIR在运输等应用中的价值，在这些应用中，满足时变功率需求和高功率密度是至关重要的。

项目总结:

安德烈·g·Fedorov
乔治W.伍德拉夫机械工程学院
格鲁吉亚理工学院
亚特兰大,佐治亚州30332 - 0405
美国

论文参考:Yun, T. M.， Kottke, P. A.， Anderson, D. A.， and Fedorov, A. G.(2015)“可变体积膜间歇反应器制备氢气的实验研究与液体燃料的引入”，国际氢能杂志，40，(6)2601-2612

这些信息已经从Hiden Analytical提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载

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