变压吸附方法提纯燃料电池用氢的研究

发布时间：2021-05-27 13:27

　　经济社会的快速发展提升了人们对于环境保护的意识,船舶航运业也面临着逐渐增长的降低船舶排放和保护环境的压力。船舶作为大宗货物的主要运输工具,目前仍然以重油等化石能源为主要燃料。一方面,国际海事组织（IMO）通过MARPOL附则VI制定了严格的船舶气体排放标准;另一方面,以重油为主要燃料的传统船舶在短时间内仍然无法满足该排放标准。氢氧燃料电池以氢气为主要燃料,可以通过模块化调整功率实现船舶大功率输出要求,同时具有清洁环保优势,在环保型动力船舶中具有巨大的应用潜力。船舶作为运输工具,氢气的储存携带是燃料电池船舶应用的关键难题。天然气作为传统船载货物,利用天然气在船舶上现场制氢是极具潜力的解决方案。天然气现场制氢重整气中除了含有75%-80%（体积百分比）左右H2外,还有CO2、CO、CH4和N2等杂质气体。而变压吸附工艺的循环周期短,吸附剂利用效率高,吸附剂用量相对较少,不需要外加换热设备,被广泛的用于大气量组份气体的分离与提纯。因此,提出将变压吸附技术应用于重整气氢气纯化。为探究其可行性,本文进行了变压吸附纯化技术的研究,主要对变压吸附的吸附剂以及变压吸附工艺进行了以下研究工作:（1）首先... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 吸附剂的研究现状
        1.2.2 变压吸附过程优化
        1.2.3 联合工艺的开展
        1.2.4 数值模拟技术的发展
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本文研究方法和技术路线
2 吸附剂的静态吸附实验
    2.1 引言
    2.2 吸附等温线模型
    2.3 静态吸附等温线实验
        2.3.1 吸附等温线实验材料
        2.3.2 静态吸附等温线测试方法
        2.3.3 样品处理
        2.3.4 静态吸附等温线实验过程
    2.4 吸附等温线实验与拟合结果
        2.4.1 活性炭吸附等温线
        2.4.2 5A分子筛吸附等温线
    2.5 小结
3 吸附剂的动态穿透曲线实验及模拟
    3.1 引言
    3.2 穿透曲线实验
        3.2.1 穿透曲线实验材料
        3.2.2 穿透曲线实验装置
        3.2.3 穿透曲线实验步骤
    3.3 吸附模型建立
        3.3.1 数学模型建立
        3.3.2 穿透曲线吸附床模型及参数
    3.4 穿透曲线的模型验证
        3.4.1 活性炭穿透曲线
        3.4.2 5A分子筛穿透曲线
    3.5 小结
4 10塔变压吸附过程的模拟计算
    4.1 引言
    4.2 10塔变压吸附模拟
        4.2.1 10塔变压吸附模型建立
        4.2.2 变压吸附模拟过程及参数
        4.2.3 变压吸附模拟结果讨论
    4.3 小结
5 10塔变压吸附实验
    5.1 引言
    5.2 变压吸附实验装置
    5.3 变压吸附实验操作标准
        5.3.1 正常运行时的主要操作参数
        5.3.2 装置运行的具体操作时序
        5.3.3 技术操作规程
    5.4 变压吸附实验过程
        5.4.1 实验原料
        5.4.2 装置试漏
        5.4.3 装置运行及取样操作
    5.5 实验数据分析
        5.5.1 气体流量变化
        5.5.2 吸附床压力变化
        5.5.3 杂质浓度检测
        5.5.4 稳定性及产品纯度测试
        5.5.5 产品回收率和物料平衡计算
    5.6 小结
6 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]分子筛在低温低压下的吸附特性试验研究[J]. 李晓峰,陈光奇,白杨,任改红.  真空. 2019(02)
[2]氢燃料电池应用进展[J]. 徐自亮,余英,李力.  中国基础科学. 2018(02)
[3]CO2和CH4在3种分子筛中的静态吸附实验[J]. 陈淑花,刘学武,邹久朋,王晓娟,郑国锋,王睿.  吉首大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]变压吸附制氢工艺及其技术进展[J]. 梁力友,代茂节.  乙烯工业. 2017(04)
[5]甲烷蒸汽重整制氢反应器的模拟与分析[J]. 雷晓健,王元华,张英,厉勇,徐宏.  天然气化工（C1化学与化工）. 2017(05)
[6]变压吸附制氢均压过程分析[J]. 殷文华,卜令兵,伍毅,张杰.  低温与特气. 2016(05)
[7]活性炭/沸石层状床氢气纯化穿透曲线热效应[J]. 彭育志,明越,肖金生,BNARD Pierre,CHAHINE Richard.  工程热物理学报. 2016(07)
[8]氢气纯化方法和装置[J]. 唐通鸣,裴一,倪红军,陈青青,马骏,朱昱,李志扬.  化工新型材料. 2015(05)
[9]甲醇驰放气变压吸附制氢工艺控制优化[J]. 阴国平.  化工中间体. 2015(01)
[10]我国变压吸附制氧吸附剂及工艺研究进展[J]. 祝显强,刘应书,杨雄,刘文海.  化工进展. 2015(01)

博士论文
[1]甲烷蒸汽重整反应本征动力学及微通道反应器性能研究[D]. 漆波.重庆大学 2009

硕士论文
[1]变压吸附氢气纯化性能的参数研究[D]. 方靓.武汉理工大学 2018
[2]变压吸附制氢装置改进及工艺优化研究[D]. 寇丹.北京理工大学 2016
[3]氢气纯化变压吸附的穿透曲线及循环热效应[D]. 彭育志.武汉理工大学 2016
[4]制氢变压吸附装置工艺技术研究[D]. 刘长绪.大连理工大学 2012
[5]变压吸附法净化氢气的研究[D]. 陈惊波.南京工业大学 2005



本文编号：3207654