2023年 第03期
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煤气化燃料电池联合系统是下一代高效、清洁发电技术的重要选择之一。为避免煤合成气在固体氧化物燃料电池堆内由于CO歧化反应形成积碳，需对合成气进行一定程度加湿。利用替代映射方法构建了固体氧化物燃料电池堆多物理场多尺度模型，分析不同加湿程度下的电堆性能。加湿后，电堆内水煤气变换反应速率显著增大，并与H2和CO的电化学反应相互影响。在电堆内电池流道入口附近，水煤气变换反应尤为强烈，将CO快速转变为H2，补充了H2电化学反应的消耗。但加湿程度的增大也会降低H2能斯特电势，抑制流道入口段附近的H2电化学反应速率。距流道入口大于60 mm的部分，CO和H2分压接近平衡，水煤气变换反应减弱，气体反应速率受电化学反应控制。流道入口段H/O体积分数比和C/O体积分数比都较低，易发生积碳。50%以上的加湿可显著降低电堆内的积碳风险。加湿会造成电堆性能下降，采用的合成气组成条件下，100%加湿造成电堆性能损失4.65%。
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主管
中国煤炭科工集团有限公司
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主办
煤炭科学研究总院有限公司
煤炭工业洁净煤工
程技术研究中心 -
主编
解强
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刊期
月刊
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ISSN
1006-6772
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CN
11-3676/TD
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作者：
- 巴黎明
- 熊星宇
- 杨志宾
- 彭苏萍
单位：
- 中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院；北京低碳清洁能源研究院；华北电力大学能源与动力工程学院
摘要：
关键词：
- 煤气化
- 固体氧化物燃料电池
- 电堆
- 替代映射
- 水煤气变换
作者简介：
巴黎明（1982－），男，山东枣庄人，高级工程师，博士研究生。E-mail: stepheneall@163.com
图表：
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引用格式：
巴黎明，熊星宇，杨志宾,等.煤气化燃料电池联合系统中固体氧化物燃料电池堆性能［J］.洁净煤技术，2023,29(3):8-17.
BA Liming，XIONG Xingyu，YANG Zhibin，et al.Solid oxide fuel cell stack performance in integrated gasification fuel cell system［J］.Clean Coal Technology，2023,29(3):8-17.
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