مطالعه‌ی عددی سیکل یکپارچه‌ی تولید گاز از زیست توده و پیل سوختی اکسید جامد صفحه‌ای

در پژوهش حاضر، عملکرد پایای سیستم یکپارچه‌ی متشکل از فرایند گازی‌سازی زیست‌توده و پیل سوختی اکسید جامد صفحه‌ای به ازای مقادیر مختلف رطوبت زیست‌توده‌ و مقدار هوای ورودی عامل گازی‌سازی در راکتور مولد گاز به صورت عددی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. فرآیند تولید گاز در قالب یک راکتور تک‌مرحله‌ای با استفاده از روش ترمودینامیکی تعادلی اصلاح‌شده مدل می‌شود. مدل ارائه شده در بخش پیل سوختی، مدلی یک‌بعدی با امکان کنترل دما در راستای محور پیل سوختی می‌باشد. مدل کامل الکتروشیمیایی در کنار معادلات بقای جرم اجزای گازی و انرژی شاکلۀ اصلی مدل پیل سوختی را تشکیل می‌دهند. همچنین دو واکنش اصلاح متان به کمک بخارآب و تبدیل آب- گاز منابع تولید و مصرف اجزای گازی را در کانال سوخت تشکیل خواهندداد. مدل دو بخش اصلی سیستم به کمک نتایج آزمایشگاهی و عددی در دسترس ارزیابی شده و سپس اثر پارامترهای یادشده بر عملکرد سیستم یکپارچه تحلیل و تشریح می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند که ارزش حرارتی پایینی بیوگاز تولیدی از هر کیلومول چوب با محتوی رطوبت 3/0، با کاهش نسبت هوای معادل و افزایش محتوی رطوبت از 1/0 تا 5/0 کاهش می‌یابد. طبق نتایج، افزایش محتوی رطوبت زیست‌توده، توان تولیدی تک‌سلول پیل سوختی اکسید جامد صفحه‌ای را کاهش خواهدداد.