基于氮制冷循环预冷的氢液化流程研究北大核心CSCD

为寻求简单可靠的预冷方法作为氢液化高能耗替代,提出一种基于氮气逆布雷顿循环预冷的氢液化流程,相比于混合工质预冷循环,该流程结构简单,成本较低,适用于中小型氢液化系统。利用MATLAB软件建立了该流程的热力学模型,并利用Globalsearch求解器进行了优化分析;经对各种预冷方式的计算比较,氮气循环的能耗(2.68 kWh/kg)介于混合工质及液氮预冷之间,但其总热流比混合工质预冷更少。通过进行优化计算,该流程在传统液化系统的基础上能耗显著降低,能够达到8.33 kWh/kg。     

氢液化流程设计和优化方法研究进展

随着全球能源消耗和环保形势日益严峻,氢能利用逐年增加,而氢低温液化是一个流程复杂、能耗高、效率较低的低温热力学过程,降低氢液化过程的能耗以及提高流程效率是研究的目标。本文总结了近年来氢液化流程设计和优化的研究进展,介绍并对比了预冷氢液化流程和级联氢液化流程,讨论了这些流程的单位能耗、火用效率和性能系数,并对核心设备进行了简单介绍,总结了文献中的氢液化流程的最新技术发展及未来的发展方向。     

氢液化系统的研究进展与展望

简要回顾了氢液化系统的发展历程,介绍了目前世界上氢液化系统的主要流程和发展现状.通过对比各种氢液化的流程可以看出,大型氢液化系统主要是在预冷型克劳德循环的基础上进行改进,(火用)效率普遍较低,仅为20％～30％,而1998年以来提出的创新流程(火用)效率可达40％～50％.最后,讨论了氢的特性对液化效率及氢液化设备性能的影响,从改进工艺流程和发展氢液化设备两方面对氢液化系统未来的发展进行了展望.     

混合工质预冷氢液化流程设计与能效分析北大核心CSCD

提出了一种由混合工质预冷的改进型氢Claude液化循环。通过化工流程模拟软件对该液化循环进行稳态模拟,并对液化系统进行了分析。300 K、0.15 MPa的氢气经压缩机压缩至2.1 MPa,由混合工质预冷循环逐级冷却至118 K,并进一步由氢克劳德循环逐级冷却并液化,得到仲氢含量为98.5%的液氢产品。该流程的液氢产率为7.25 t/d,总比能耗为6.565 kWh/kg LH_(2),系统总的效率为48.99%。     

关于内压缩流程空分设备液体产品“边际能耗”的讨论

引用经济学中"边际成本"的概念,提出了空分设备生产低温液体产品的"边际能耗"概念,计算出内压缩流程空分设备中液氧和液氮产品在各种情况下的边际能耗,并将计算结果与液化装置的液化单耗进行比较,提出适当增加内压缩流程空分设备的液体产量,可以提高空分设备的流程效率。     

低压氧液化流程与中压氧液化流程的比较

简单介绍了现有钢厂用液化设备流程的分类 ,主要从液化流程本身的特点和降低液化装置能耗两方面来探讨低压氧液化流程和中压氧液化流程。     

一种中压空分装置CAD的流程计算模型

流程计算模块是中压空分装置ＣＡＤ的重要组成部分。介绍流程计算模块的总体结构、输入窗口、流程计算与优化模型、流程计算与换热器计算模块和精馏塔计算模块的关系以及输出窗口。这对于更好地运用该ＣＡＤ和开发新的你 液化分离系统ＣＡＤ具有理论和实际意义。     

基于深冷技术的液化天然气蒸发气提氦流程优化分析

针对中国宁夏银川某一提氦工厂液化天然气蒸发气(LNG-BOG)提氦液化流程,采用Aspen Hysys构建BOG提氦气系统和氦气液化系统的流程模型,首先分析了BOG提氦气流程中关键参数对能耗设备的影响情况。之后采用遗传算法,以系统单位能耗为目标函数,分别对BOG提氦气系统和氦气液化系统中关键能耗参数进行优化。同时采用■分析方法,分析优化前后氦气液化系统的■效率以及■损失情况。结果表明,BOG提氦气系统和氦气液化系统经优化后系统单位能耗分别为8.351 5 kWh/Nm³和0.751 9 kWh/Nm³,相比优化前分别下降7.09%和14.71%,且氦气液化系统■效率较优化前提高了18.54%,■损失下降12.79%,换热器换热总量约上升2.54%。因此整个系统在优化后单位能耗有所降低,系统运行经济性得到提高。     

基于G-M制冷机的小型氢液化装置开发

设计研制了一套基于G-M制冷机的常压常温氢气直接液化的小型装置,包括液氢杜瓦、正仲转换装置、供气系统、液氢输送系统和测量系统等,提出了微正压氢液化工艺方法,制定了氢操作流程工艺及安全防护措施,并开展了实验测试.实验结果表明,该氢液化方案是可行且有效的,该装置是安全可靠的.在压力为162 kPa时,该小型氢液化装置的氢气...     

撬装型天然气液化装置流程设计

设计了两套典型的撬装型天然气液化流程,综合多种液化流程的优点,提出了节能新型混合制冷剂液化流程。进行了模拟计算,并比较了流程的关键参数。结果表明,在没有丙烷预冷的前提下,采用N 2-CH 4膨胀机液化流程优于混合制冷剂液化流程;节能新型混合制冷剂液化流程简便灵活、能耗低、液化率高,适应于撬装型LNG装置。     

Magnetic refrigerator for hydrogen liquefaction

This paper reviews the status of magnetic refrigeration system for hydrogen liquefaction. There is no doubt that hydrogen is one of most important energy sources in the near future. In particular, liquid hydrogen can be utilized for infrastructure construction consisting of storage and transportation. When we compare the consuming energy of hydrogen liquefaction with high pressurized hydrogen gas, FOM must be larger than 0.57 for hydrogen liquefaction. Thus, we need to develop a highly efficient liquefaction method. Magnetic refrigeration using the magneto-caloric effect has potential to realize not only the higher liquefaction efficiency >50%, but also to be environmentally friendly and cost effective. Our hydrogen magnetic refrigeration system consists of Carnot cycle for liquefaction stage and AMR (active magnetic regenerator) cycle for precooling stages. For the Carnot cycle, we develop the high efficient system with >80% liquefaction efficiency by using the heat pipe. For the AMR cycle, we studied two kinds of displacer systems, which transferred the working fluid. We confirmed the AMR effect with the cooling temperature span of 12 K for 1.8 T of the magnetic field and 6 s of the cycle. By using the simulation, we estimate the efficiency of the hydrogen liquefaction plant for 10 kg/day. A FOM of 0.47 is obtained for operation temperature between 20 K and 77 K including LN₂ work input.     

Measurement of the molal heat capacity of H2N2 mixtures

Accurate caloric data of mixtures are required for the process calculation of gas separation or liquefaction plants. Available methods for the prediction of enthalpies tend to become less accurate in mixtures containing hydrogen, in the two-phase region, and at high pressure pressures and low temperatures. Therefore an apparatus was designed to measure the specific heat capacity over a wide range of temperatures and pressures.     

能量桩群储热温度场模拟研究

能量桩储热技术是以太阳能和混凝土桩作为复合热源的热泵系统,在混凝土桩内部埋设换热管,利用太阳能集热板将热量通过混凝土桩中的换热管储存在土壤中。本文采用柱热源模型对桩群进行180天的连续储热过程模拟计算,对地下土壤温度场进行分析,得出4 m的桩间距下,能量桩间的储热相互影响较小,效果较佳。     

非常规天然气液化研究进展

煤层气、合成天然气、焦炉煤气、化工尾气等非常规天然气液化是回收利用的有效途径.由于含有大量氧、氮或氢,通常需要进行低温精馏提纯,非常规天然气液化技术与常规天然气有较大差别.本文回顾了近年与非常规天然气液化相关的研究进展.对于煤层气,国外大型煤层气项目因制冷剂供应原因均采用级联式流程,国内则注重小型或撬装式装置的开发以及...     

氢能的研究进展

随着可再生能源和生物制氢在氢源的开发、制氢源的开发和制氢技术中的不断拓展,高密度固体储氢材料的进一步研发,以及受燃料电池研究的驱动,氢能系统已经成为洁净能源研究的热点。综述了氢能系统中氢源的开发和制氢、储氢、输氢以及氢能利用5个技术领域的最新研究进展,旨在明确这些技术领域研究中的关键问题及主要研究方向。     

Long distance renewable-energy-sources power transmission using hydrogen-cooled MgB2 superconducting line

Renewable Energy Sources (RES) exploitation for electric energy and hydrogen production has been identified as one of the leading ways towards a future sustainable energy system. Hydrogen can be stored and transported in gaseous (GH₂) or liquid form (LH₂). When large hydrogen storage is required, liquefaction can be convenient with respect to compression, because of its higher storage density. LH₂ can also be used as a coolant for superconducting lines, acting at the same time as energy vector and cryogen. In particular, in this paper we focus on the MgB₂ material mainly due to economic considerations and working temperature match with LH₂. A system for large scale RES exploitation allowing flexible and controlled delivery of electric energy and LH₂ is presented. For the thermo-hydraulic design, a method is proposed which resorts to compressible fluid equations put in a convenient simplified form. A case application with 20 km distance between cooling stations is considered, and the need of taking into account LH₂ compressibility for pipeline design is shown.     

一种新型空分流程的研讨

通过对一种新颖的高压氮膨胀液化液氧泵内压缩常温分子筛净化空分流程的组织构思和对换热、制冷、精馏系统全面的计算，为开拓化工企业高压用氧（９．５ＭＰａＡ）的新型空分流程探索出了一条可行的路。根据计算，新流程和原有的高压氮节流液化液氧泵内压缩切换式换热器冻结空分流程相比，氧提取率可提高９％，单位氧能耗可下降２％，流程组织大大简化，高压氧的生产安全可靠，显示了新流程的生机。     

镁基材料储氢器的传质与传热研究

运用由壳层-缩核模型推导出的镁基储氢材料吸氢过程的动力学方程,分析了储氢材料在吸氢过程中的传质与传热规律,并对小型储氢器传质与传热过程进行了计算,其计算结果与试验数据可以较好地吻合,特别是对镁基储氢材料在吸氢过程所形成的‘引燃'过程进行了准确的描述,为储氢器设计提供了必要的理论基础.