混合動力汽車乙醇蒸氣轉(zhuǎn)化能量分析

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混合動力汽車乙醇蒸氣轉(zhuǎn)化能量分析

乙醇相比傳統(tǒng)的化石燃料，在應用于交通領域時有著較為明顯的優(yōu)勢（如可再生性），可提高農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟效益，以及改善能源供給的安全性。由于乙醇燃燒所需的流程與化石燃料相同，所以其不需要增加昂貴的新設施。對于車載乙醇重整系統(tǒng)來說，主要需要考慮的問題是供給到燃料電池堆的氣體已經(jīng)不是純凈的氣體，而是由H2、一氧化碳和CO2以及一些其它成分的混合氣體。與燃料電池的情況相比，這種混合氣的組成成分對于內(nèi)燃機來說非常理想，但車載重整器不能夠在較寬的發(fā)動機操作工況下高效地運行，尤其是在瞬態(tài)模式以及冷起動條件下。而在混合驅(qū)動系統(tǒng)情況下，由于有附加能量，因此上述問題能夠被比較好地解決。

使用吉布斯自由能最小化方法研究了乙醇蒸氣重整的熱力學平衡問題。利用Chem-CAD軟件，仿真乙醇蒸氣重整的反應路徑，同時也對反應物的比例和反應環(huán)境進行適當?shù)膬?yōu)化，以獲得乙醇蒸氣重整產(chǎn)品的組分，這種物質(zhì)將比較適宜作為內(nèi)燃機的燃料。分析了溫度和水與乙醇的摩爾比對內(nèi)燃機產(chǎn)生的影響。用數(shù)值分析來分析內(nèi)燃機乙醇蒸氣重整的能量性能。在高溫條件下，乙醇蒸氣重整的實現(xiàn)使得整個過程的效率有所提高。所獲得的最優(yōu)條件是，溫度為1100K，水與乙醇的摩爾比為1.2。

刊名：International Journal of Energy Research（英）

刊期：2013年第10期

作者：L.Tartakovsky et al

編譯：王也