金属氢化物床内传热过程的理论研究

金属氢化物床内的传热过程的研究,对于研究强化金属氢化物床的传热过程和优化设计金属氢化物反应器很重要。在已发表的有关其传热过程的研究中,仅考虑了金属氢化物的有关物理性质为常数的情况。为此本文提出了含内热源的变系数非稳态一维传热过程的数学模型,该模型不仅包含了系统压力和氢浓度对氢化物床有效导热系数的影响,而且考虑了金属氢化物的物理性质以及其它操作条件的影响。通过本模型计算TiMn1.5环形氢化物床的放氢反应过程表明,金属氢化物的反应在整个床内进行,但主要反应却发生在一个较窄的区域内,强化金属氢化物床的传热过程可以缩短反应时间。已有的实验数据表明与该模型的计算结果基本一致。     

离子液体在传热及相变储热中的应用研究进展

离子液体具有与传统的传热、储热材料相当,甚至更加优越的性质,如蒸气压低,储热密度高,物理和化学稳定性好,热传导性好,熔点低和可设计性等。因此,离子液体在太阳能集热、建筑节能、电力谷峰调控、低品位余热存储、吸附式热泵等领域具有良好的应用潜力。综述了离子液体在传热和储热中的应用研究进展,包括作为热传导液用于太阳能集热,作为吸附介质应用于制冷(制热),以及作为相变储热材料等。最后,指出离子液体的一些性质,如腐蚀性、毒性和长期稳定性等,也是离子液体在储热和传热应用中需要考察的问题。     

中低温化学热泵研究进展

中低品位能源品位低,应用范围窄,并且还具有余热的产生与应用时间或地点的不匹配性等特点,导致其利用率较低。化学热泵是一种新型节能热泵技术,利用可逆化学反应的吸热和放热,具有热量提质、储能、增热以及冷冻功能,实现能源品位的提升与高效利用。文中在阐述化学热泵工作机理基础上,结合中低品位能源利用情况,重点介绍中低温化学热泵在储能、提升能量品位方面的研究进展。     

氯化钙-甲醇化学热泵循环特性的模拟与分析

本文应用模型化方法研究了装料量为3 kg氯化钙的实验室规模氯化钙-甲醇化学热泵的循环特性,结果表明:热泵系统的供热、制冷性能系数可分别达到1.55和0.57左右。系统的性能对反应器的传热参数及其热容量非常敏感。采用强化反应器传热和降低其热质的方法,可有效地提高系统的性能系数,增大系统的供热、制冷能力。     

多级离心式热泵可回收低温余热

<正>石油化工、煤化工、发电等企业生产过程中会产生大量的低温余热,如何回收利用这些低品位热量一直是个难题。世界500强江森自控公司开发的约克TITAN-OM工业级多级离心式热泵机组,能实现工业低品位余热的回收利用。据介绍,该设备通过回收化工工艺中排放出的低品位热量、工矿企业排放的余热、地表/地下水的低品位热量,将其用于生产温度为90～110℃的高温热水,从而做到热能资源的综合利用;在有制冷需求的应用场合,也可通过热泵机组同时满足制冷工艺和加热工艺的双重需求,实现资源的最优化配置。在化工工艺处理过程中,经常既有冷却工艺同时又有     

贮氢材料与化学热泵

本文就未来最有希望的富态清洁能源——氢能源的优劣点和新型高效贮氢材料——金属氢化物的性能和特点作了详细介绍,并对用贮氢材料构造的热能回收利用装置——化学热泵的工作原理、工作过程以及特点作了详细阐述,同时对这一类化学热泵系统的特性系数COP的计算以及影响其大小的各种因素及结果作了明确介绍。此外,本文就贮氢材料化学热泵在我国的开发应用前景作了初步探讨。最后对贮氢材料化学热泵趋于完善中存在的急待解决的各种主要问题作了简单介绍。     

耦合相变储热的金属氢化物反应器吸氢过程模拟

基于金属氢化物储氢反应,建立了相变材料蓄热的固体储氢反应器模型,模拟研究了吸氢压力等操作参数及相变材料的相变温度、固(液)态导热系数、相变潜热等物性参数对固体储氢反应器工作过程的影响. 结果表明,相变材料的固态导热系数和相变潜热对固体储氢反应器性能的影响较小,相变温度和液态导热系数对反应器性能影响较大. 相变温度越低,液态导热系数越大,储氢反应器性能越好. 在使用最优的相变材料储能时,提高充入氢气的压力可加快反应速率,强化相变材料的传热,有助于进一步优化反应器的储氢性能.     

金属氢化物热泵的开发

介绍了金属氢化物热泵原理及提高特性系数COP的方法,叙述了用于热泵的金属氢化物的开发目标,以及世界上金属氢化物热泵的开发动态。指出开发过程中存在的问题。     

金属氢化物的合成与应用概况

自然界中的氢气取之不尽、用之不竭,并且清洁无毒,已经广泛地应用在化工、金属热处理、半导体元件制造、食品加工等工业中。从发展的角度来看,它将是最有希望的二次能源和原料。利用某些金属或合金与氢反应,可以形成金属氢化物。这些金属或合金(主要是合金)具有吸收氢的能力,它们在适当的温度和压力下可与氢反应生成金属氢化物,吸收了氢并将氢储存起来。反之,在减压、加热的条件下,金属氢化物可以分解     

化学氧化强化湿法冶金清洁生产：进展与展望

湿法冶金具有能耗低、污染小等优点，广泛应用于低品位复杂矿石处理。金属浸出是湿法冶金的首要环节，但存在金属回收率低和反应时间长等问题。化学氧化可加速金属硫化物转化为金属离子或改变金属的价态，有利于后续目标金属的分离富集，在此过程中还可以通过介质强化、外场强化提高金属氧化浸出率。主要介绍了五种典型的低腐蚀性化学氧化剂(Fe3+, O2, H2O2, O3和过硫酸盐)，以及相关的协同氧化方法在金属浸出中的应用和机理分析，介绍了加压强化、介质强化、微波和超声等强化方法，对比分析了各方法的优缺点及适用范围。Fe3+广泛应用于硫化矿的酸性浸出，独特的离子对循环使Fe3+可与多种氧化剂形成协同氧化浸出机制。O2常通过加压强化提升氧化浸出效率，可促进难处理硫化矿氧化分解。H2O2氧化性强，氧化产物清洁无污染，受到广泛关注，近年来多用于电子废弃物资源处理领域。臭氧预氧化处理含硫含砷难处理金精矿，可有效解除难浸硫化矿对金的包裹，促进金的溶出。过硫酸盐性质稳定，氧化能力强，可活化生成更高氧化性的活性氧。协同氧化可结合各氧化剂的优点，提高氧化能力，降低综合成本。四种强化方法可为化学氧化过程提供能量、加强传质或提高金属分离选择性，有助于提高金属浸出率，缩短反应时间。展望了化学氧化强化金属浸出技术的发展前景和技术挑战，对湿法冶金清洁生产技术开发有指导意义。     

利用金属氢化物的冷暖房系统

日本民用能源近1/3是消耗在冷暖房方面。为了节省能源,最近日本正在研究将金属和氢的可逆反应用于太阳热等低温热源的集中冷暖房系统。利用金属氢化物的冷暖房系统由反应器、太阳能集热器、风机、盘管器、散热器等组成。当用作冷房时,是利用金属氢化物M_1H分解时产生的吸热现象进行致冷。在反应室V_1中,金属氢化物M_1H进行分解反应生成金属M_1和氢气,同时吸热,使     

基于金属氢化物高温蓄热的氢热耦合传递机理

目前大多数可再生能源如太阳能具有间歇性和不稳定性的问题,因此高效蓄热技术成为了发展太阳能的一个关键途径。金属氢化物高温蓄热技术作为热化学蓄热中最有前途的方法之一,受到了人们的广泛关注。为了实现金属氢化物高温蓄热技术的工程应用,明确其氢热耦合传递机理至关重要。本研究采用数值模拟的方法,通过建立反应器的多物理场耦合模型,讨论了不同时刻下床层内部参数的分布,得到了反应锋面的形成和移动机理以及非均匀反应的形成机理;此外,结合反应器内部氢压、接触热阻和床层热阻的变化规律,明确了不同阶段下金属氢化物高温蓄热技术的控制环节;最后,依据金属氢化物高温蓄热技术的工程应用挑战,提出了相应的研究策略。     

吸收式热泵的机理模型和编程设计

在生产中 ,具有大量低品位无法用常规方法进一步利用的废热 ,通常只能排放环境中。吸收式热泵采用吸收的方法实现热泵的循环 ,把低品位的废热提高到高品位 ,从而实现废热回收利用。燕山石化合成橡胶凝聚工段每天产生大量废热 ,文章的目的是设计一套吸收式热泵回收这部分废热 ,用来加热循环水 ,达到节省蒸汽消耗的目的。文中系统地研究了吸收式热泵各换热单元内的热、质传递机理和热动力循环过程 ,建立了过程模型 ,利用模型进行了优化设计计算。求出最佳设计参数、操作参数。数值模拟显示该吸收热泵的能量利用率高 ,温度提升幅度大 ,有相当的应用价值和社会效益     

化学热泵干燥

化学热泵以化学能的形式储存能量.在需要热能时,通过放热/吸热反应释放出不同温度水平的热能.化学热泵操作不会产生对环境有害的气体.在干燥过程中利用化学热泵可以实现加热、热回收及除湿的作用,热效率高.本文介绍了化学热泵/化学热泵干燥的原理,对干燥过程的热效率进行了评价.     

间歇反应器中料液脱溶时间的估算

介绍以对间歇反应器的一些基本合理的假设为基础,利用溶剂和传热介质的热力学和物性参数,推导出分别用水蒸汽和传热流体(THF)作为反应器夹套加热介质时,估算将反应器内料液进行脱溶浓缩所需时间的数学表达式,并用示例加以说明。     

碳二加氢等温反应过程模拟与操作参数优化

以碳二加氢等温管式固定床反应器为研究对象, 利用计算流体力学(CFD)方法建立了与外界有热量交换的二维均相流反应器模型, 通过添加气固能量方程, 建立了多孔介质区内部热交换与气固耦合传热的两温度模型。采用遗传算法对反应的动力学参数进行了拟合, 并以加氢选择性最优为目标函数, 对碳二加氢反应的入口氢炔比与反应器的冷却温度进行优化, 得到最优氢炔比为1.18, 最优的冷却温度为334.66 K。最后根据模拟与优化结果, 分析了氢炔比和冷却温度对加氢反应选择性的影响, 对提高加氢反应器的操作性能具有重要的意义。     

化学储氢研究进展

氢气作为一种高效、清洁的能量载体,被视为21世纪最具发展潜力的能源。氢的储存是氢能规模化应用的关键,相比于物理储氢,化学储氢更加高效安全。常用的化学储氢方式主要有金属氢化物、配位氢化物、有机液体氢化物等。本文综述了上述3种主要储氢方式的研究进展并指出存在的问题。金属氢化物中,如新近发现的多相R-Mg-Ni系储氢合金储氢量较高,价格低廉,但其仍存在过于稳定、加/脱氢动力学性能差等问题;配位氢化物含有丰富的轻金属元素,储氢密度较高,但存在可逆循环性能差的问题,限制了其应用;液体有机物储氢量高,还可以同汽油一样在常温常压下运输,且环己烷、苯等液体有机储氢介质均为工业上可以大规模生产的化学品,如果能开发出高稳定性、高转化率和高选择性的脱氢催化剂,将大幅度推动氢能规模化应用。     

储氢材料的研究现状与发展趋势

氢能可提供稳定、高效、无污染的动力,在电动汽车等领域有广阔的应用前景.但是氢能技术面临氢的规模制备、储存和运输等主要挑战.其关键是能否开发具有足够容量的储氢材料,将氢在温和条件下可控释放.现有储氢方式主要有物理储存和吸附、金属氢化物、化学氢化物等.本文综述了上述主要储氢方式的研究现状,并评价了未来最可能用于氢能规模利用...     

溶液浓差能驱动的逆电渗析反应器制氢实验研究

低品位热能制氢技术首先是将热能转换为溶液浓差能,然后通过逆电渗析（RED）反应器将溶液浓差能转换成氢能。为了验证RED反应器能将溶液浓差能转换为氢能,探索关键运行参数变化对能量转换过程的影响。设计了一个由40个膜对所构成的RED反应器,以NaCl水溶液为工作溶液,NaOH水溶液为电极液的制氢系统。通过改变浓/稀溶液入口浓度,溶液过膜流速以及输出电流来考察对RED反应器产氢率、制氢效率和能量转换效率的影响。实验结果发现,浓/稀溶液入口浓度,过膜流速变化均会影响RED反应器的输出电流。在外电路短接条件下,输出电流越大,反应器产氢率和制氢效率越高,但能量转换效率越低。     

新型化学热泵

<正> 近来,不少公司一直在研究化学热泵,并把它作为一种回收低品位废热有效的经济手段,热泵的应用遍及工业加工、空气除湿和蓄能领域。 化学热泵与普通热泵不同,它没有机械压缩机或透平机。它利用工业废水(如冷凝水,冷却水,蒸煮水)中的低品位热量去促进放热化学反应,这种放热反应通常是在水和可溶性化学物质(如溴化锂或硫酸)之间进行的。通过放热反应,人们从反应产物中获得