小型撬装式LNG装置的流程模拟

为了使小型撬装式LNG（液化天然气）装置的流程研究具有普遍意义,通过对液化流程的评价,分别从混合制冷剂液化流程和膨胀机液化流程中选择了极具代表性、性能最佳的丙烷预冷混合制冷剂液化流程和N2-CH4膨胀机液化流程,并结合液化流程的发展趋势,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,对以上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,节能新型混合制冷剂液化流程简便灵活、能耗低、液化率高,适应于小型撬装式LNG装置.     

液化石油气分层增压过程

主要针对液化石油气储罐受热侵袭时出现的分层现象进行了实验研究。通过自行设计的液化石油气储罐加热系统,便于分析热流密度对分层升压过程的影响。实验数据表明,随着热流密度的增加,升压速度也将增大。同时,在液化石油气中,不同位置上的温度变化也是不同的。越接近上部,温度越高,温度增加也越快。实验结果说明,受热时液化石油气中存在着热分层现象,它影响着液化石油气的温度分布和升压过程。     

液化天然气涡旋的理论研究

在液化天然气的贮存过程中，会发生一种被称为“涡旋”的非稳性现象，这种贮存的非稳性关系到贮槽运动的安全性和经济性。需要对分层和非稳性形成的原因和机理有正确的理解。本文根据双向扩散模型，从理论角度分析分层液体中间界面的稳定性，中间界面的传热和传质特性和分层液体的混合条件。     

LNG冷能用于冷媒直接接触法海水淡化

提出了一种利用LNG冷能进行冷媒直接接触法海水淡化的具体方案,一方面,能够实现连续式海水结晶,从而使得海水能持续淡化;另一方面,充分利用了LNG冷能,避免了系统中电驱动制冷机的需要,从而节省了能耗,实现了节能减排的要求。讨论了海水淡化系统的流程、中间冷媒的选择、主要参数的确定等问题。参照相关体积传热系数和蒸发高度初步估算了试验样机中结晶器的大小,并且对预冷换热器进出口参数进行了求解。对系统相关流程进行了模拟,结果表明这种海水淡化方案是高效可行的。     

炭分子筛CH4/N2吸附分离

煤层气(CBM)是一种非常规天然气。在中国,煤层气在抽采出来时常混有空气。考虑到安全因素,氧气首先应该被去除。之后,煤层气利用的最重要步骤则是甲烷-氮气混合气体的甲烷高效提浓。本文搭建了双床变压吸附(PSA)装置,选择特定的炭分子筛(CMS)进行CH₄/N₂混合物分离实验研究。由于CMS的动力学吸附特性,氮被吸附在CMS上,带有一定压力的甲烷则连续输出。研究了吸附压力、进气速度和循环周期等因素对吸附过程整体性能的影响。从50% CH₄/50% N₂的原料气可以获得95.45%纯度的甲烷产品,而从30% CH₄/70% N₂的原料气可以获得94.89%纯度的甲烷产品。研究表明,以上3个参数都对分离性能有影响,其中后两者的影响更大。在较低吸附压力和较低进气速度时更容易获得纯度90%以上的甲烷产品。另外,循环周期越短,获得的甲烷纯度越高。     

利用LNG冷能的海水淡化流程比较

冷冻法海水淡化方法的制冷系统耗电量大,因而应用得并不广泛。另一方面,液化天然气(LNG)在其汽化过程中会释放出大量冷能。因此,将LNG蒸发和海水冻结两个过程结合起来可以在汽化LNG的过程中同时制取淡水。本文比较了两种冷冻法海水淡化的方案,即二次冷媒/海水直接接触法和二次冷媒/海水间接接触法。鉴于其简单和便于应用,选择间接接触法开展进一步研究。按照冷媒的不同工作状态提出了两种流程。在无相变流程中,二次冷媒在整个循环中保持在过冷液体状态。而在相变流程中,二次冷媒在冷冻海水时蒸发,并在汽化LNG时冷凝。在不同制冷温度下对两个流程的性能进行了分析。研究表明,相变流程制冷剂流量和功耗均较小。同时,研究结果说明利用LNG冷能进行海水淡化是可行的。     

氢在成型前后活性炭上的吸附等温线分析

首先,在温度区间113～293K、压力范围0～12.5MPa,测试氧在成型前后活性炭上的吸附等温线.其次,根据不同温度区域的等量吸附线标绘和Henry定律常数计算等量吸附热和极限吸附热,并通过Ono-Kondo方程对吸附数据进行模型分析.结果表明:等量吸附热的数值与温度有关,成型措施对吸附量的影响较大、对等量吸附热的影响较小,等量吸附热在试验温度范围内的平均值为6.8kJ·mol-1;标定参数后的Ono-Kondo方程预测精度较高.降低储存系统温度可有效缓解动态储氢过程的热效应.     

烧结多孔层通道内沸腾传热特性研究

用试验研究并分析了垂直烧结多孔层通道内道间隙、粒度、层厚及视观高度对沸腾传热的影响。研究表明，对在同一热流下存在一个最佳通道间隙及粉末粒度范围。适当增大多孔层厚度将有利于沸腾传热系数的提高，而热虹吸高度的降低将不利于沸腾传热系数的增大。     

垂直烧结多孔层通道内沸腾传热机理

在总结多年来系列试验研究基础上，提出了垂直烧结多孔层上沸腾传热的物理模型。描述了多孔层内沸腾热及流运过程，同时考虑了多孔层上液膜流速及厚度对多孔层内气流流动及传的影响。这些方面的研究为潜在的工业应用提供了理论论据。