[发明专利]用于预测柴油自热重整反应的模拟系统、预测方法及介质

说明书

本申请涉及一种用于预测柴油自热重整反应的模拟系统、预测方法及介质，该模拟系统包括：模拟自热重整主反应及完全氧化反应的第一模拟模块，模拟高温裂解生成积碳、小分子烯烃和烷烃的反应以及柴油未转化或未完全转化生成大分子烷烃或芳烃的反应的第二模拟模块。模拟伴随反应的第三模拟模块。汇总模块根据第二模拟模块和第三模拟模块的预测反应结果，得到待预测柴油发生自热重整反应中的产物和产物含量。上述用于预测柴油自热重整反应的模拟系统，各模拟模块及连接关系与柴油自热重整反应进行的实际反应类型和反应关系匹配程度高，因而可以较好的预测柴油自热重整反应产物的组成及含量，与实际反应产物的组成及含量较为接近。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，特别是涉及一种用于预测柴油自热重整反应的模拟系统、预测方法及介质。

背景技术

为应对能源危机和环境压力，化石燃料的清洁高效利用成为能源领域的重要研究课题。柴油-燃料电池发电技术是柴油清洁高效利用的有效途径。柴油通过重整反应生产富氢气体，供给燃料电池发电利用，既提高了柴油能量利用效率，又解决了燃料电池的氢气来源问题。柴油重整方式主要包括蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整三种。蒸汽重整需要大量外部供热，系统结构庞大，易积碳；部分氧化重整产氢率低。自热重整是蒸汽重整和部分氧化重整的结合，通过内部自供热，提高了系统紧凑性，同时减轻积碳趋势，获得了较高的产氢率，是最佳的柴油重整方式之一。重整产生的富氢气体组分差异对燃料电池发电性能有显著影响。获得与燃料电池适配的最佳重整工艺条件十分重要。因此，需要提供一种用于预测柴油自热重整反应的方法，预测柴油自热重整反应产物的组成及含量，以指导探究与燃料电池适配的最佳重整实验条件。

发明内容

本申请提供一种用于预测柴油自热重整反应的模拟系统、预测方法及介质，旨在解决预测柴油自热重整反应产物的组成及含量的问题。

第一方面，本申请公开了一种用于预测柴油自热重整反应的模拟系统，包括：

第一模拟模块用于根据待预测反应条件模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的自热重整主反应及完全氧化反应，获取第一预测反应结果，第一模拟模块基于化学计量比进行模拟，预测反应条件包括反应温度、反应原料和反应压力，反应原料中包括待预测柴油。

第二模拟模块用于根据待预测反应条件模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的高温裂解生成积碳、小分子烯烃和烷烃的反应以及柴油未转化或未完全转化生成大分子烷烃或芳烃的反应，获取第二预测反应结果；第二模拟模块基于吉布斯自由能最小原理进行模拟。

第三模拟模块用于接收第一预测反应结果，并在待预测反应条件下模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的伴随反应，获取第三预测反应结果，第三模拟模块基于化学计量比进行模拟。

汇总模块用于接收并汇总第二预测反应结果和第三预测反应结果，得到待预测柴油发生自热重整反应中的产物和产物含量。

根据一些实施例，第一模拟模块包括：

第一模拟器用于根据待预测反应条件模拟自热重整主反应中的蒸汽重整反应，获取第一子预测反应结果。

第二模拟器用于根据待预测反应条件模拟自热重整主反应中的部分氧化重整反应，获取第二子预测反应结果。

第三模拟器用于根据待预测反应条件模拟完全氧化反应，获取第三子预测反应结果。

第一确定器用于接收并汇总第一子预测反应结果、第二预测子反应结果和第三子预测反应结果，得到第一预测反应结果。

根据一些实施例，第二模拟模块包括：

第四模拟器用于根据待预测反应条件模拟高温裂解生成积碳、小分子烯烃和烷烃的反应，获取第四子预测反应结果。

第五模拟器用于根据待预测反应条件模拟柴油未转化或未完全转化生成大分子烷烃或芳烃的反应，获取第五子预测反应结果。