天然气-蒸汽重整制氢系统优化（毕业论文doc）

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1、南京工业大学本科生毕业设计天然气/蒸汽重整制氢系统优化摘要能源短缺、能源消费结构单一、环境污染严重，已经成为当今社会面临的重大问题。研究洁净、高效、低成本的氢燃料电池发电技术以及配套的天然气制氢技术，对改善能源结构、提高能源利用率、缓解环境污染具有积极的意义。天然气/水蒸气重整制氢工艺主要包含脱硫、天然气转化反应、CO/CO2高低变换过程、选择性催化氧化过程以及气体提纯过程。这些包含了燃烧反应、换热过程以及催化反应等复杂的工艺过程。论文的主要任务是采用工程热力学、化学反应热力学、Gibbs自由能理论以及传热的基本理论并结合先进的Aspenplus计算平台

2、，对前人提出天然气(甲烷）/水蒸汽重整系统进行工艺流程和操作工况优化，从而获得反应器的结构和组织形式、温度、压力以及水蒸气/天然气比等操作参数对气体产物组分和转换效率的影响，为工程应用提供理论依据。关键词：氢；天然气；甲烷；重整；33南京工业大学本科生毕业设计TheDesignofsteamreformingofNaturalgassystemABSTRACTShortagesofenergysourcessingleenergyconsumptionconfigurationandbadlypollutedenvironmenthavebecomeim

3、portantsocietyproblemsofnowadays.Asakindofcleanhighefficientlow-costofpowergenerationtechnologyfuelcellusinghydrogenwillimprovetheNaturalgas/steamreformingprocessmainlyincludesdesulfurization,naturalgasconversionreaction,CO/CO2leveloftransformationprocess,selectivecatalyticoxidat

4、ionandgaspurificationprocesses,thatincludecombustion,heattransferandcatalyticreactionsandothercomplexprocess.InthispaperThemaintaskistouseengineeringthermodynamics,chemicalreactionthermodynamics,Gibbsfreeenergytheoryandthebasictheoryofheattransferandintegrationofadvancedcomputing

5、platformsAspenplus,onthepreviousproposednaturalgas(methane)/steamreformingprocessandsystemoperatingconditionsoptimizedtoobtainthereactorstructureandorganizationalform,temperature,pressureandsteam/gasratioofoperatingparametersonproductgascompositionandconversionefficiency,thetheor

6、eticalbasisforengineeringapplicationsKeyword：hydrogen；naturalgas；methane；reforming；33南京工业大学本科生毕业设计目录摘要1ABSTRACT2目录3第一章绪论11.1研究背景及其意义11.2国内外的研究综述31.2.1国外循环流化床锅炉技术31.2.2国内循环流化床锅炉技术情况51.2.3天然气制氢反应器的研究51.2.4催化剂的研究现状61.2.5催化剂助剂61.2.6CO2的减排与吸收与利用71.3本文主要研究内容及技术路线81.3.1主要研究内容81.3.2主要技术路

7、线81.4选题的创新性和难点91.4.1选题的创新性91.4.2本次研究存在的困难点9第二章天然气重整制氢反应流程10模型总体说明102.1脱硫102.2天然气催化燃烧和蒸汽重整102.2.1催化燃烧102.2.2蒸汽重整112.2.3甲烷转化反应的工艺条件112.3一氧化碳水汽变换112.3.1水汽变换反应过程的主要反应1133南京工业大学本科生毕业设计2.3.2水汽变换反应的工艺条件122.4CO选择性催化氧化12第三章计算133.1总反应计算133.2天然气催化燃烧计算133.3天然气转化反应计算183.4变换反应及氧化反应热力计算203.4.1高

8、温变换热力计算203.4.2低温变换热力计算223.4.3选择性氧化反应的热力计