مقالة منهجية

احتراق توصيف ونموذج التنمية وقود الصغرى أنبوبي خلايا الوقود بمساعدة لهب

DOI:

10.3791/54638

⸱

أكتوبر 2, 2016

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Syracuse University

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تطوير بروتوكول لإنشاء عادم احتراق غني بالوقود من خلال توصيف الاحتراق ويتم تطبيقه لاختبار وأبحاث خلايا الوقود المدعومة باللهب الأنبوبي الصغير.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تحقيق توليد الطاقة القائم على الاحتراق لسنوات عديدة من خلال عدد من أنظمة المحركات الحرارية. في الآونة الأخيرة ، أدى التحرك نحو توليد الطاقة على نطاق صغير والاحتراق الدقيق بالإضافة إلى التطوير في أبحاث خلايا الوقود إلى إنشاء وسائل جديدة لتوليد الطاقة تجمع بين خلايا وقود الأكسيد الصلب واللهب المكشوف وعوادم الاحتراق. بدلا من الاعتماد على حرارة الاحتراق ، تعتمد أنظمة خلايا وقود الأكسيد الصلب هذه على إصلاح الوقود عن طريق الاحتراق لتوليد الغاز التخليقي لتوليد الطاقة الكهروكيميائية. تم تطوير إجراءات لتقييم منتجات الاحتراق الثانوية في ظل مجموعة واسعة من الظروف. بينما تم تطوير إجراءات نظرية وحسابية لتقييم عادم الاحتراق الغني بالوقود في هذه التطبيقات ، ظهرت أيضا تقنيات تجريبية. غالبا ما تعتمد الإجراءات التجريبية على كروماتوجراف الغاز أو تحليل مطياف الكتلة للهب والعادم لتقييم عملية الاحتراق كمصلح للوقود ووسائل توليد الحرارة. تم تطبيق التقنيات التجريبية التي تم تطويرها في هذه المناطق من جديد لتطوير خلية الوقود الأنبوبية الدقيقة بمساعدة اللهب. يعتمد البروتوكول الذي تمت مناقشته في هذا العمل على التقنيات السابقة لتحديد إجراء لتوصيف عادم الاحتراق الغني بالوقود وتطوير نموذج لعادم الاحتراق الغني بالوقود لاستخدامه في اختبار خلايا الوقود المدعومة باللهب. تتم مناقشة تطوير الإجراء وتطبيقاته وقيوده.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم الإبلاغ الصلبة أكسيد خلايا الوقود (SOFC) الابتكارات في السنوات الأخيرة، حيث لا تزال هذه التكنولوجيا لتطوير. من بين العديد من المزايا، أصبحت SOFCs المعروف لكفاءة الوقود العالية، انخفاض الانبعاثات والمرونة وقود معتدلة بالمقارنة مع غيرها من الاحتراق أساس تقنيات توليد الطاقة 1. وعلاوة على ذلك، SOFCs قابلة للتغيير مما يسمح لكفاءة الوقود العالية حتى في المقاييس الصغيرة. للأسف، قد خلقت القيود في البنية التحتية الهيدروجين الحالية الحاجة إلى أنظمة الوقود إصلاح التي غالبا ما تكون غير فعالة. ومن التطورات الحديثة هي بمساعدة لهب خلايا الوقود الصغيرة أنبوبي (MT-FFC) ذكرت في عمل البلاغ السابق 2. وMT-الأولى للتمويل هو المثال الأول من خلية وقود بمساعدة لهب (الأولى للتمويل) أن يبني على الفوائد من اللهب المباشر خلايا الوقود الأصلي (DFFC)، التي تنص على توليد الحرارة والوقود إصلاح عن طريق احتراق 3. الإعداد DFFC يضع SOFC في اتصال مباشر مع اللهب المكشوف لعضو هيئة الجائزة مدير المحيطةonment. الشعلة يتأكسد جزئيا الوقود الهيدروكربوني أثقل لخلق H 2 و CO، والتي يمكن استخدامها مباشرة في SOFC مع أقل احتمال الكوك الكربون مقارنة الميثان النقي أو غيرها من الهيدروكربونات الأثقل. وبالإضافة إلى ذلك، الشعلة يوفر الطاقة الحرارية اللازمة لتحقيق SOFC إلى درجة حرارة التشغيل. حدث التغيير الأخير إلى DFFC الأصلي عن طريق تحريك SOFC من منطقة الشعلة وتوجيه عوادم الاحتراق إلى SOFC لإنشاء FFC 2. وخلافا للDFFC، يحدث الاحتراق في غرفة مغلقة جزئيا (بدلا من المحيط) بحيث الوقود لنسبة الهواء يمكن السيطرة عليها، والعادم ويمكن تغذية مباشرة إلى خلايا الوقود دون احتراق كامل يحدث. FFCS لها مزايا إضافية بما في ذلك استخدام وقود عالية وكفاءة الكهربائية عالية مقارنة DFFCs 2.

كمجال الناشئة من الأبحاث، هناك حاجة إلى تقنيات التجريبية التي يمكن تقييم إمكانات MT-FFخدمات العملاء لتطبيقات توليد الطاقة في المستقبل. تتطلب هذه التقنيات تحليل الأكسدة الجزئية، أو الاحتراق الغنية الوقود والعادم والتي تم تحديدها على أنها وسيلة لتوليد H 2 و CO، المعروف أيضا باسم الغاز المتزايد، جنبا إلى جنب مع CO 2 و H 2 O. الغاز الصنعي يمكن استخدامها مباشرة في خلايا الوقود لتوليد الطاقة. تحليل احتراق العادم الغنية الوقود قد تم راسخة في السنوات الأخيرة، وقد نفذت نظريا 4، حسابيا 5،6 وتجريبيا 7 لأغراض عديدة مختلفة. وقد اعتمدت العديد من الدراسات النظرية والحسابية على تحليل الاتزان الكيميائي (CEA) لتقييم الأنواع المنتج الاحتراق مواتية بقوة، والنماذج الحركية الكيميائية لآليات التفاعل. في حين أن هذه الأساليب كانت مفيدة جدا، وقد اعتمدت العديد من التكنولوجيات الناشئة على التقنيات التجريبية خلال البحث والتطوير. تعتمد تقنيات تجريبية عادة على آناتحلل من عوادم الاحتراق سواء باستخدام الكروماتوجرافي الغاز (GC) 7 أو مطياف الكتلة (MS) 8. يتم إدخال إما GC خط / حقنة أو التحقيق MS في عادم الاحتراق ويتم أخذ القياسات لتقييم تركيز الأنواع. وقد تم تطبيق تقنيات تجريبية مشتركة في مجال توليد الطاقة على نطاق صغير. وتشمل بعض الأمثلة الاحتراق الصغيرة التي تم تطويرها للعمل مع SOFCs غرفة واحدة 7،9 وDFFCs 10-15. يحدث تحليل العادم الاحتراق تحت مجموعة واسعة من ظروف التشغيل بما في ذلك درجات حرارة مختلفة، ومعدلات التدفق ونسب التكافؤ.

في مجال DFFC البحوث والوقود والمؤكسد يمكن أن يكون الممزوجة مسبقا جزئيا أو غير الممزوجة مسبقا، مع الموقد مفتوحة إلى المحيط الذي يضمن الاحتراق الكامل. مع الحاجة إلى تحليل تكوين لهب، وقد تم استخدام MS في كثير من الحالات لDFFC البحوث والاحتراق تحليل 16. تطوير أكثر حداثة من الأولى للتمويل تختلف بالاعتماد على الاحتراق خلط مع الموقد في بيئة مغلقة جزئيا لمنع أكسدة كاملة من الوقود. ونتيجة لذلك، هناك حاجة إلى تحليل للعادم الاحتراق في بيئة تسيطر عليها خالية من تسرب الهواء. تقنيات تجريبية وضعت لهذا الغرض تعتمد على التقنيات السابقة تستخدم للبحوث الاحتراق الجزئي مع تحليل GC للعادم الاحتراق متفاوتة في نسب التكافؤ. تحليل GC يؤدي إلى توصيف التركيب عادم الاحتراق (أي نسبة حجم كل المكونة العادم بما في ذلك CO 2 و H 2 O، N 2، الخ) وهذا التحليل يسمح لخلط الغازات منفصلة وفقا لنسب تقاس GC لخلق نموذج الغنية وقود العادم الاحتراق للبحوث الأولى للتمويل في المستقبل.

البروتوكولات لتحليل احتراق العادم الغنية الوقود، ووضع نموذج الغنية وقود الاحتراق العادم وتطبيقجي العادم لاختبار SOFC تقام في هذه الورقة. وتناقش التحديات والقيود مشتركة لهذه التقنيات.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. الحسابات الاحتراق

  1. حدد الوقود لتحليلها. هنا، اختر الميثان كوقود المرجعية، ولكن المبادئ قابلة للتحويل إلى الوقود الهيدروكربوني الأخرى.
  2. مع 1 مول من غاز الميثان كوقود، والتوازن المعادلة (1) للاحتراق متكافئة للحصول على المعادلة (2).
    figure-protocol-1
    figure-protocol-2
  3. حساب نسبة الوقود والهواء عن القياس المتكافئ (F / A stoich.) كما في المعادلة 3 للاحتراق الميثان بقسمة كتلة من غاز الميثان من الكتلة للهواء. لحساب والبسط هو عدد مولات مرات الميثان الكتلة المولية لغاز الميثان (16 ز · مول -1) والقاسم المشترك هو عدد مولات مرات الأكسجين الكتلة المولية للأكسجين (32 ز · مول -1)، بالإضافة إلى عدد مولات مرات النيتروجين الكتلة المولية من النيتروجين (28 ز · مول -1).
    figure-protocol-3
  4. من أجل تختلف نسبة التكافؤ (المعادلة 4)، تختلف إما معدل تدفق الهواء، ومعدل تدفق الوقود أو كليهما في وقت واحد. عادة، وتحديد واحد من كميات وتختلف الآخر. تحديد ما إذا كان لإصلاح أي وقود أو الهواء معدل التدفق للالموقد. لهذه التجربة، وتحديد معدل تدفق الوقود بنسبة 10 لتر / دقيقة، والسماح للمعدل تدفق الهواء إلى تختلف في هذا الإعداد.
    figure-protocol-4
  5. مع معدل تدفق الوقود، و، الثابتة (10 لتر / دقيقة)، F / A المتحمل. حساب (0.0583)، ونظرا لتعريف نسبة التكافؤ، وحساب معدل تدفق الهواء، لذلك، لكل نسبة التكافؤ لفحصها. المعادلة (5) يوفر وسيلة مباشرة لحساب معدل تدفق الهواء في لتر / دقيقة لكل نسبة التكافؤ وأظهرت نتائج لنسبة تعادل 1 للرياضيات الكيمياء.
    figure-protocol-5
    ملاحظة: FLAMM العلياحد القدرة (أو حد الانفجار العلوي) هو أغنى نسبة التكافؤ التي يمكن نسخها دون إطفاء اللهب في حالة عدم وجود الحافز. ويمكن الحصول على نسب التكافؤ أعلى مع استخدام محفز، لكنه يوصف إلا الاحتراق غير الحفاز في هذه الورقة. الرجوع إلى الأدب لتقييم الحد القابلية للاشتعال العلوي للوقود الذي تم اختياره.

الإعداد 2. الاحتراق توصيف التجريبية

  1. اختر تحكم تدفق الجماهيري تنتج الشركة لغاز الميثان والهواء على أساس معدلات التدفق التي تم الحصول عليها في الخطوة 1.5. توخي الحذر عند اختيار حجم MFC للتأكد من أن MFC لن يتم تشغيله في نهاية منخفضة من مجموعتها (<10٪ من قيمة مقياس كاملة) أثناء الاختبار. لهذه الحالة المحددة، واستخدام 40 لتر / دقيقة و 200 لتر / دقيقة الأجهزة متعددة الاستخدام للغاز الميثان والهواء، على التوالي.
  2. ربط الأجهزة متعددة الاستخدام للغاز الميثان والهواء الدبابات عبر أنابيب النحاس.
  3. تعيين المنظمين على غاز الميثان والهواء دبابات على الضغط المناسب لMFC كما هو محددمن قبل الشركة المصنعة. في هذه الحالة، تعيين الضغط إلى 138 كيلو باسكال (20 رطل).
  4. معايرة الأجهزة متعددة الاستخدام لضمان معدلات تدفق دقيقة.
  5. بناء غرفة الاحتراق. لهذه التجربة، ووضع غرفة الاحتراق 914 ملم طويلة مع قطر خروج 168 ملم.
    1. الموانئ الحفر لتحليل العادم الاحتراق ولوضع الحرارية على طول غرفة الاحتراق. يعتمد العدد الدقيق وتباعد اللازمة على حجم الشعلة وأغراض التجربة. لهذا الإعداد، الفضاء المزدوجات الحرارية 5 الأولى وضعت الأقرب إلى المنطقة احتراق 7 ملم على حدة. الفضاء النهائية 6 المزدوجات الحرارية 14 ملم على حدة. استخدام نفس تباعد لمنافذ العادم.
    2. إدراج المزدوجات الحرارية K-نوع في غرفة الاحتراق عبر فتحات الميناء. محاذاة طرف الحرارية في مركز حجرة الاحتراق. حجم الثقوب ميناء لتناسب الحرارية وختم مع الحلقات المعدنية وارتفاع درجة الحرارة والمكسرات لمنع التسرب.
  6. كونيتيكتإلخ ك من نوع المزدوجات الحرارية مباشرة إلى وحدة الحصول على البيانات.
  7. ربط وحدة الحصول على البيانات إلى جهاز الكمبيوتر عبر محرك الأقراص USB.
  8. إرفاق صمام باتجاه واحد في مسار أنابيب النحاس مباشرة بعد MFC الوقود، وقبل أن الموقد. توجيه صمام بحيث تدفق لا يمكن إلا أن الابتعاد عن MFC. صمامات ذات اتجاه واحد هي ميزة أمان هامة لمنع فلاش الظهر.
  9. تحقق من أنابيب النحاس قبل وبعد الإعداد MFC للكشف عن التسربات. استخدام الماء والصابون تطبق مع فرشاة لأنابيب للكشف عن التسريبات كما تسرب من شأنه أن يخلق فقاعات.
  10. ربط غرفة الاحتراق والموقد إلى وحدات تحكم السريان عبر أنابيب النحاس.
  11. بعد الانتهاء من إعداد غرفة الاحتراق، اختر واحدا من الموانئ العادم للاختبار. ربط هذا الميناء لأنابيب النحاس الذي يمتد إلى ميناء تحليل GC.
  12. حدد حقنة لسحب العادم من غرفة الاحتراق ومن ثم دفعها إلى GC لتحليلها. لهذه التجربة، واستخدام25 مل المحاقن.
  13. وضع صمام ثلاثي في ​​خط مع أنابيب النحاس ربط منفذ العادم إلى GC. قم بتوصيل أحد اتجاهين صمام إلى GC، والثانية لمنفذ العادم، والثالث إلى الحقنة 25 مل. توصيل أنابيب النحاس إلى 3 في اتجاه وصمام. استخدام حقنة لامتصاص عوادم الاحتراق من الغرفة ومن ثم دفعها إلى GC لتحليلها.
  14. ربط 3-الطريقة صمام إلى GC والمحاقن. تحفيز المكبس حقنة لضمان نجاح العملية.
    ملاحظة: يتم عرض تخطيطي مبسط من الإعداد في الشكل 1.

figure-protocol-6
الشكل 1. الاحتراق توصيف التجريبية الإعداد التخطيطي. التدفقات الاحتراق توصيف الإعداد التجريبية الوقود الاداء التخطيطي والهواء والعادم (الأسهم السوداء) وتدفق البيانات (الأسهم الحمراء). وتستخدم في اتجاه واحد الصمامات لمنع فلاش الظهر.

3. الاحتراق توصيف تجربة

  1. قبل الاختبار، ودفع المكبس حقنة في كامل وفتح ثلاثي صمام على الجانب منفذ العادم.
  2. تحويل MFC جوية على أول من معدل تدفق 86.5 لتر / دقيقة.
  3. تحويل MFC الميثان إلى معدل التدفق من 10 لتر / دقيقة. وهذا يخلق نسبة خلط التكافؤ من 1.10، وهي مزيج غني قليلا، وهو أسهل لإشعال.
  4. تحويل المزدوجات الحرارية على طريق وحدة جهاز الكمبيوتر لبدء تسجيل البيانات.
  5. إشعال الخليط في نهاية غرفة الاحتراق باستخدام ولاعة غاز البوتان. بعد اشتعال، يجب الشعلة تستقر في الجبهة الموقد.
  6. ضبط نسبة التكافؤ عن طريق ضبط معدل تدفق الهواء ببطء من القيمة الأولية من 86.5 لتر / دقيقة إلى القيمة المطلوبة. الحرص على عدم التحرك بسرعة جدا أو الخروج من flammabحدود ility التي من شأنها أن تسبب اللهب التبريد.
  7. تسجيل قراءة درجة الحرارة في ملف البيانات بعد المزدوجات الحرارية درجات الحرارة تستقر.
  8. مرة أخرى، وسحب الغواص حقنة لاستخراج العادم الاحتراق من منفذ العادم.
  9. بعد استخراج عوادم الاحتراق، فتح ثلاثي صمام إلى الجانب القبرصي اليوناني وإغلاق الجانب منفذ العادم.
  10. دفع المكبس حقنة حتى أن يتم إغلاقه تماما وجميع من العادم تم إرسالها إلى مجلس الحكم.
  11. كرر الخطوات من 3،8-3،10 حتى تتم إزالة جميع الغازات المتبقية في أنابيب النحاس الذي يربط بين الميناء إلى GC. تحليل بسيط من حجم الداخلي للأنابيب النحاس مقارنة مع حجم الحقنة وبيان عدد مرات الخطوات 3،8-3،10 حاجة لتكرارها.
  12. بعد إزالة جميع الغازات المتبقية في أنابيب استخراج عينة العادم النهائية للتحليل. دفع الغاز العادم في GC وتحويل GC إلى وضع تحليل 7،17.
  13. تسجيل البيانات عن طريق توفير GCتحليل البيانات GC.
  14. كرر الخطوات من 3،1-3،13 حتى يتم اختبار جميع النسب التكافؤ المنشود.

4. تطوير العادم نموذج الاحتراق

  1. رسم عادم الاحتراق نسبة حجم الأنواع لمراقبة الاتجاهات.
  2. تحديد قطع قيمة تركيز لالعادم نموذج الاحتراق. في تطوير وقود العادم نموذج الاحتراق لتحليل أولي MT-الأولى للتمويل، إلا أن المكونات التي تظهر في نسب كبيرة مدرجة (> 1٪) في وقود نموذجية.
  3. للوقود نموذج فقط تحديد تلك النسب التكافؤ التي تولد الهيدروجين كبير وأول أكسيد الكربون (> 1٪ لكل مكون) في العادم.
  4. تسجيل نسبة حجم لكل من الاجتماع مكونات غاز العادم معايير 4.3.

إعداد اختبار خلية 5. الوقود

  1. تحديد نطاقات معدل التدفق لكل غاز. مضاعفة نسبة حجم تم الحصول عليها من نتائج تحليل GC كتبها tكان معدل تدفق العادم نموذج الاحتراق المطلوبة داخل كل خلية الوقود.
  2. تقييم مجموعة من معدلات التدفق لكل نوع العادم الاحتراق لتحديد التدفق الأقصى والحد الأدنى لكل الأنواع.
  3. اختر تدفق متر وفقا لنفس المبادئ هو موضح في الخطوة 2.1.
  4. بناء جهاز الفحص عن طريق ربط تدفق متر لخزانات الغاز عبر أنابيب النحاس.
  5. ضبط ضغط الغاز إلى القيمة المقررة للتدفق متر.
  6. وضع صمامات ذات اتجاه واحد في طريق أنابيب النحاس المصب لكل تدفق متر باستخدام غاز قابل للاحتراق.
  7. ربط جميع منافذ الخروج تدفق متر معا عبر أنابيب النحاس ومتعددة.
  8. تعيين SOFC الصغيرة أنبوبي في داخل أنابيب الصلب وجود القطر الداخلي أكبر من مجرد القطر الخارجي للخلية وقود ل. ختم خلية الوقود لأنابيب الصلب باستخدام لاصق السيراميك.
  9. ربط أنابيب الصلب مع SOFC الصغيرة أنبوبي إلى قطعة من م صهر السيراميكaterial لعقد خلايا الوقود في الفرن.
  10. الاستفادة من تقنية 10،11 4 التحقيق مع مجموعة والشعور الجهد الأسلاك الحالية متصلا SOFC الصغيرة أنبوبي مع 2 الأسلاك على الأنود و 2 الأسلاك على الكاثود. تأكد من أن الأسلاك لا يعبرون كل أخرى شورت خلق.
  11. توصيل الأسلاك الأربعة لتحقيقات أربعة من potentiostat 10،11.
  12. ربط potentiostat إلى الكمبيوتر 10،11.
  13. وضع الحرارية في الفرن مع طرف لمس السطح الخارجي للSOFC بالكهرباء 10،11 الصغيرة أنبوبي.
  14. نعلق الأسلاك الحرارية إلى وحدة الحصول على البيانات.
  15. ربط وحدة الحصول على البيانات إلى جهاز الكمبيوتر عبر منفذ USB.
    ملاحظة: الرقم 2 هو تخطيطي مبسط يبين إعداد الاختبار MT-الأولى للتمويل. مع الوقود نموذج تم تطويره وإعداد المنشأة للسيطرة على تدفق الوقود نموذج لخلية الوقود، يمكن اختبار يسير وفقا لو التقليديةاا طرق الاختبار الخلية. وتنشأ هذه الأساليب جيدا في الأدب ولن تتكرر هنا.

figure-protocol-7
الشكل 2. مايكرو أنبوبي بمساعدة لهب التخطيطي إعداد اختبار خلايا الوقود. التدفقات من H 2، CO، CO 2، N 2 (الأسهم السوداء) وينظم مع MFC وفي اتجاه واحد صمام لمنع فلاش الظهر. تدفق الإلكترونات (الخط الأخضر) من SOFC في الفرن لpotentiostat والعودة إلى SOFC. ويمثل تدفق البيانات الحرارية والبيانات الكهروكيميائية التي كتبها السهام الحمراء. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يجب فحص غرفة الاحتراق توصيف قبل الاختبار في نسب التكافؤ المطلوب لعودة تدفق الهواء في غرفة أو غيرها من تسرب الهواء أثناء الاختبار. ومن المعروف أن عمليات الاحتراق في غرف مفتوحة ليكون مساوي الضغط تقريبا. ونتيجة لذلك، الضغط داخل غرفة الاحتراق قد لا يكون كافيا لضمان عدم وجود الهواء من البيئة الخارجية يعود تتدفق-في غرفة الاحتراق من ميناء غرفة العادم أو نقاط التسرب أخرى. هناك العديد من التقنيات التجريبية للتأكد من عدم تدفقهم يحدث. أولا، لناسخ غير الحفاز، ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بروتوكول مناقشتها هنا هو جسر مهم بين البحوث توصيف الاحتراق السابق واختبار خلايا الوقود. وقد تم تطبيق استخدام الاحتراق للوقود إصلاح واختبار خلايا الوقود لعدة سنوات في الاجهزة DFFC 10-15. ومع ذلك، فإن توصيف عملية الاحتراق في DFFCs بشكل اساسي مع توصيف في الموقع من تكوين الشعلة 16 ويستخدم MS 8. وبما أن DFFC منفتح على المحيط، وتكوين العادم يتكون في معظمه من الماء وثاني أكسيد الكربون (2) وليس هناك حاجة إلى توصيف العادم. من أجل تطوير م...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هذا العمل مدعوم باتفاقية مع جامعة سيراكيوز الممنوحة من قبل مركز سيراكيوز للتميز في الطاقة والنظم البيئية بتمويل بموجب رقم الجائزة الرئيسي DE-EE0006031 من وزارة الطاقة الأمريكية والتمويل المطابق بموجب الجائزة رقم 53367 من هيئة أبحاث وتطوير الطاقة بولاية نيويورك (NYSERDA) ، العقد 61736 من NYSERDA ، وجائزة من قسم العلوم والتكنولوجيا والابتكار في إمباير ستيت للتطوير (NYSTAR) من خلال مركز سيراكيوز للتميز ، تحت الجائزة رقم #C120183. يتم دعم هذا العمل من قبل برنامج زمالة أبحاث الدراسات العليا التابع لمؤسسة العلوم الوطنية بموجب المنحة رقم 1247399.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
كروموتوغراف الغازSRI Instruments، Inc.SRI 8610C
K نوع المزدوجات الحراريةأوميغاKQXL-116G-6طول مخصص
من النوع K سلك تمديد حراريأوميغاEXTT-K-20-SLE-100
وحدة تحكم التدفق الشاملأوميغاFMA54270-40 لتر / دقيقة (N2< / sub>)
تستخدم لوحدة
التحكم في تدفق كتلةالميثان أوميغاFMA54430-200 لتر / دقيقة (N2)
تستخدم لوحدة
التحكم في تدفق كتلةأوميغاFMA5402A0-10 مل / دقيقة (N2< / sub>)
تستخدم
لوحدة التحكم في التدفق الكتليBrooksInstrument SLA5850200 SCCM (البروبان)
تستخدم لثاني أكسيد الكربون 2< / sub>
التدفق الكتليBrooksInstrument SLA58505 لتر / دقيقة (الهواء)
المستخدمة ل N2< / sub>
جهاز التحكم في التدفقالشامل BrooksInstrument SLA5850500 SCCM (N2< / sub>)
المستخدمة في H2< / sub>
RegulatorHarris Products GroupHP721-125-350-Fخزان الميثان
Harris Products GroupHP702-050-590-Eمنظم خزان الهواء
AirgasY11-SR145Bثاني أكسيد الكربون
المنظممجموعة منتجات هاريسHP702-050-320-ECO2< / sub> منظم الخزان
AirgasY12-215BN2< / sub> منظم خزان
منتجات هاريسHP702-015-350-DH2< / sub> خزان
الميثان ، مضغوط ،
غازللغاية UN1971للاشتعال
الهواء ، المضغوط ،
فائقة النقاء		AirgasUN1002غير مصنفة على أنها خطرة على الصحة.
ثاني أكسيد الكربون ، مضغوط ،
غاز هوائيUN1016سام عن طريق الاستنشاق ،
CO2< / sub > ، مضغوط ،
درجة		البحث AirgasUN1013خانق بتركيزات عالية
N2< / sub> ، مضغوط ،
غاز هوائيللغاية UN1066غير مصنف على أنه خطر على الصحة.
H2< / sub> ، مضغوط ،
غازللغاية UN1049قابل للاشتعال للغاية ، يحترق مع لهب غير مرئي
مقياسالمصدر Tektronix، Inc.Keithley 2420يتصل بالكمبيوتر عبر فرن
الأنبوب الأفقيMTI CorportationOTF-1200X
الحصول على البياناتNational InstrumentsNI cDAQ-9172يتصل بالكمبيوتر عبر
إدخال USB المزدوج الحراريNational InstrumentsNI 9211يتصل ب cDAQ-9172
التحكم في الكمبيوتر لأجهزة التحكم في التدفق الشاملالوطنيةNI 9263يتصل ب cDAQ-9172
التحكم في الكمبيوتر لأجهزة التحكم في التدفق الشامل
برنامج اختبارالمختبر الوطني للأدواتعرض 8.6
CeramabondAremco552-VFG1 باينت
الهواء CO جهاز التحكم في منظم خزان مجموعة الهواء عالي النقاء قابل للغاية عالي النقاء عالي النقاء هوائي عالي النقاء USB الأدوات

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gorte, R. J. Recent developments towards commercialization of solid oxide fuel cells. AIChE J. 51 (9), 2377-2381 (2005).
  2. Milcarek, R. J., Wang, K., Falkenstein-Smith, R. L., Ahn, J. Micro-tubular flame-assisted fuel cells for micro-combined heat and power systems. J. Power Sources. 306, 148-151 (2016).
  3. Horiuchi, M., Suganuma, S., Watanabe, M. Electrochemical power generation directly from combustion flame of gases, liquids, and solids. J. Electrochem. Soc. 151 (9), A1402-A1405 (2004).
  4. Starik, A. M., Kuleshov, P. S., Loukhovitski, B. I., Titova, N. S. Theoretical study of partial oxidation of methane by non-equilibrium oxygen plasma to produce hydrogen rich syngas. Int. J. Hydrogen Energy. 40 (32), 9872-9884 (2015).
  5. Katta, V. R., et al. On flames established with jet in cross flow of fuel-rich combustion. Fuel. 150, 360-369 (2015).
  6. Maruta, K., et al. Extinction limits of catalytic combustion in microchannels. P. Combustion Institute. 29 (1), 957-963 (2002).
  7. Ahn, J., Eastwood, C., Sitzki, L., Ronney, P. D. Gas-phase and catalytic combustion in heat-recirculating burners. P. Combustion Institute. 30 (2), 2463-2472 (2005).
  8. Kӧhler, M., Oßwald, P., Xu, H., Kathrotia, T., Hasse, C. Speciation data for fuel-rich methane oxy-combustion and reforming under prototypical partial oxidation conditions. Chemical Engineering Science. 139, 249-260 (2016).
  9. Ahn, J., Ronney, P. D., Shao, Z., Haile, S. M. A thermally self-sustaining miniature solid oxide fuel cell. J. Fuel Cell Science and Technology. 6 (4), 041004(2009).
  10. Wang, K., Milcarek, R. J., Zeng, P., Ahn, J. Flame-assisted fuel cells running methane. Int. J. Hydrogen Energy. 40 (13), 4659-4665 (2015).
  11. Wang, K., Zeng, P., Ahn, J. High performance direct flame fuel cell using a propane flame. P. Combust. Inst. 32 (2), 3431-3437 (2011).
  12. Wang, Y. Q., Shi, Y. X., Yu, X. K., Cai, N. S., Li, S. Q. Integration of solid oxide fuel cells with multi-element diffusion flame burners. J. Electochem. Soc. 160 (11), F1241-F1244 (2013).
  13. Horiuchi, M., et al. Performance of a solid oxide fuel cell couple operated via in situ catalytic partial oxidation of n-butane. J. Power Sources. 189 (2), 950-957 (2009).
  14. Wang, Y., et al. The study of portable direct-flame solid oxide fuel cell (DF-SOFC) stack with butane fuel. J. Fuel Chem. Technol. 42 (9), 1135-1139 (2014).
  15. Wang, K., et al. A high-performance no-chamber fuel cell operated on ethanol flame. J. Power Sources. 177 (1), 33-39 (2008).
  16. Sun, L., Hao, Y., Zhang, C., Ran, R., Shao, Z. Coking-free direct-methanol-flame fuel cell with traditional nickel-cermet anode. Int. J. Hydrogen Energy. 35 (15), 7971-7981 (2010).
  17. Zeng, P., Wang, K., Falkenstein-Smith, R. L., Ahn, J. Effects of sintering temperature on the performance of SrSc0.1Co0.9O3-δ oxygen semipermeable membrane. Braz. J. Chem. Eng. 32 (3), 757-765 (2015).
  18. Turns, S. R. An Introduction to Combustion: Concepts and Applications. , 2nd ed., McGraw-Hill. New York. (2000).
  19. Glassman, I., Yetter, R. A., Glumac, N. G. Combustion. , 4th ed., Academic Press. Waltham, MA. (2015).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة