基于氫網(wǎng)絡(luò)的集成以及AB₅型儲氫材料LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15的特性,對儲氫提純在氫網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進行研究。綜合考慮LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15儲氫/放氫動力學,建立了儲氫提純氫網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方法,根據(jù)單位質(zhì)量儲氫材料提純的節(jié)氫能力和公用工程節(jié)省量與提純參數(shù)的關(guān)系,確定最優(yōu)提純氫源濃度、最大公用工程節(jié)省量、儲氫材料量和吸氫時間。用該方法對某煉廠氫網(wǎng)絡(luò)和儲氫提純單元進行優(yōu)化,結(jié)果表明,最優(yōu)提純氫源濃度為70%,提純后公用工程可節(jié)省23.72%; LaNi_4.85Al_0.15作為儲氫提純材料優(yōu)于LaNi_4.75Fe_0.25,其消耗量為991.26kg。 

【文章來源】：化工學報. 2020,71(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

提純裝置

對于鑭鎳系儲氫材料，吸附主要與氫分壓有關(guān)，而氫氣分壓與氫的濃度正相關(guān)。吸氫過程推動力為提純氫源中氫的分壓與鑭鎳系儲氫材料LaNixM5-x的吸氫平衡壓力peq,abs之差；脫氫過程推動力為提純產(chǎn)品中氫的分壓與脫氫平衡壓力peq,des之差。當不同提純氫源作為提純原料時，根據(jù)其氫濃度可確定相應(yīng)的吸氫傳質(zhì)推動力，進而可確定所需的儲氫材料量。為簡化分析，本文在研究中不考慮氫氣釋放帶來的推動力變化，忽略堆積等因素對儲氫材料性能的影響；在儲氫單元設(shè)計中，將基于吸氫過程確定儲氫材料用量。圖3 LaNix M5-x儲氫材料動力學曲線

圖2 LaNix M5-x平衡壓力曲線根據(jù)式(1)～式(3)可得公用工程節(jié)省量與提純氫源濃度的關(guān)系，如圖4中所示。該圖中，折線FAQBCDE表示最大公用工程節(jié)省量和夾點隨提純氫源濃度的變化，后者影響儲氫過程的傳質(zhì)推動力。根據(jù)式(4)和式(5)可得不同氫源濃度下的吸氫動力學曲線，如圖5所示。對氫網(wǎng)絡(luò)中的某一氫源進行提純時，吸氫動力學方程[式(7)]結(jié)合物料守恒方程推導得出吸氫時間tabs和儲氫材料LaNixM5-x用量的計算式，分別見式(10)和式(11)。


本文編號：3572517