储氢提纯和氢网络的耦合优化
发布时间：2022-01-06 13:14
基于氢网络的集成以及AB5型储氢材料LaNi4.75Fe0.25及LaNi4.85Al0.15的特性,对储氢提纯在氢网络中的应用进行研究。综合考虑LaNi4.75Fe0.25及LaNi4.85Al0.15储氢/放氢动力学,建立了储氢提纯氢网络的优化方法,根据单位质量储氢材料提纯的节氢能力和公用工程节省量与提纯参数的关系,确定最优提纯氢源浓度、最大公用工程节省量、储氢材料量和吸氢时间。用该方法对某炼厂氢网络和储氢提纯单元进行优化,结果表明,最优提纯氢源浓度为70%,提纯后公用工程可节省23.72%; LaNi4.85Al0.15作为储氢提纯材料优于LaNi4.75Fe0.25,其消耗量为991.26kg。
【文章来源】：化工学报. 2020,71(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
提纯装置
对于镧镍系储氢材料，吸附主要与氢分压有关，而氢气分压与氢的浓度正相关。吸氢过程推动力为提纯氢源中氢的分压与镧镍系储氢材料LaNixM5-x的吸氢平衡压力peq,abs之差；脱氢过程推动力为提纯产品中氢的分压与脱氢平衡压力peq,des之差。当不同提纯氢源作为提纯原料时，根据其氢浓度可确定相应的吸氢传质推动力，进而可确定所需的储氢材料量。为简化分析，本文在研究中不考虑氢气释放带来的推动力变化，忽略堆积等因素对储氢材料性能的影响；在储氢单元设计中，将基于吸氢过程确定储氢材料用量。图3 LaNix M5-x储氢材料动力学曲线
图2 LaNix M5-x平衡压力曲线根据式(1)～式(3)可得公用工程节省量与提纯氢源浓度的关系，如图4中所示。该图中，折线FAQBCDE表示最大公用工程节省量和夹点随提纯氢源浓度的变化，后者影响储氢过程的传质推动力。根据式(4)和式(5)可得不同氢源浓度下的吸氢动力学曲线，如图5所示。对氢网络中的某一氢源进行提纯时，吸氢动力学方程[式(7)]结合物料守恒方程推导得出吸氢时间tabs和储氢材料LaNixM5-x用量的计算式，分别见式(10)和式(11)。
本文编号：3572517
【文章来源】：化工学报. 2020,71(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
提纯装置
对于镧镍系储氢材料，吸附主要与氢分压有关，而氢气分压与氢的浓度正相关。吸氢过程推动力为提纯氢源中氢的分压与镧镍系储氢材料LaNixM5-x的吸氢平衡压力peq,abs之差；脱氢过程推动力为提纯产品中氢的分压与脱氢平衡压力peq,des之差。当不同提纯氢源作为提纯原料时，根据其氢浓度可确定相应的吸氢传质推动力，进而可确定所需的储氢材料量。为简化分析，本文在研究中不考虑氢气释放带来的推动力变化，忽略堆积等因素对储氢材料性能的影响；在储氢单元设计中，将基于吸氢过程确定储氢材料用量。图3 LaNix M5-x储氢材料动力学曲线
图2 LaNix M5-x平衡压力曲线根据式(1)～式(3)可得公用工程节省量与提纯氢源浓度的关系，如图4中所示。该图中，折线FAQBCDE表示最大公用工程节省量和夹点随提纯氢源浓度的变化，后者影响储氢过程的传质推动力。根据式(4)和式(5)可得不同氢源浓度下的吸氢动力学曲线，如图5所示。对氢网络中的某一氢源进行提纯时，吸氢动力学方程[式(7)]结合物料守恒方程推导得出吸氢时间tabs和储氢材料LaNixM5-x用量的计算式，分别见式(10)和式(11)。
本文编号：3572517
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