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基于最小熵产率的碘化氢分解膜反应器最优构型 被引量：5
1
作者 孔锐 陈林根 +2 位作者 夏少军 李鹏蕾 戈延林 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1637-1644,共8页
建立了使用高温氦气逆流方式加热的管式活塞流碘化氢(HI)分解膜反应器数学模型,利用有限时间热力学理论和最优控制理论以总熵产率(EGR)最小为目标求解了反应器的最优构型,最优反应器的总熵产率相比参考反应器降低了15.8%。在改变氦气入... 建立了使用高温氦气逆流方式加热的管式活塞流碘化氢(HI)分解膜反应器数学模型,利用有限时间热力学理论和最优控制理论以总熵产率(EGR)最小为目标求解了反应器的最优构型,最优反应器的总熵产率相比参考反应器降低了15.8%。在改变氦气入口流率的情况下,设计了总熵产率与最优反应器相同的加长反应器。结果表明,两种优化后反应器总熵产率的减少主要是传热过程的不可逆性降低引起的,最优反应器局部熵产率分布更均匀。 展开更多
关键词 有限时间热力学 碘化氢分解 膜反应器 熵产率最小化 最优控制理论
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热化学硫碘循环制氢系统研究进展 被引量：2
2
作者 王雅彬 应芝 +4 位作者 郑晓园 张耀 豆斌林 崔国民 任星霖 《能源研究与信息》 CAS 2021年第3期169-175,共7页
热化学硫碘循环制氢是目前最有前景的制氢方法之一。为了提高产氢效率,众多学者对硫碘循环制氢系统进行了优化。对热化学硫碘循环制氢系统及其各单元研究进展进行了综述,讨论了本生反应中水和碘的用量问题、相分离问题,以及硫酸分解与... 热化学硫碘循环制氢是目前最有前景的制氢方法之一。为了提高产氢效率,众多学者对硫碘循环制氢系统进行了优化。对热化学硫碘循环制氢系统及其各单元研究进展进行了综述,讨论了本生反应中水和碘的用量问题、相分离问题,以及硫酸分解与碘化氢分解反应的反应环境和反应催化等问题,并对目前研究该循环的部分团队的实验结果和流程计算进行了对比。 展开更多
关键词 氢能 硫碘循环 本生反应 硫酸分解 碘化氢分解
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硫碘制氢中碘化氢分解的化学模拟及实验研究 被引量：2
3
作者 张彦威 周俊虎 +3 位作者 陈云 王智化 刘建忠 岑可法 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1149-1154,共6页
对热化学硫碘制氢中的碘化氢分解反应进行了化学热力学、动力学模拟以及实验研究,同时利用热力学的方法研究了氢气选择性膜对碘化氢分解率的影响。化学热力学模拟中,500℃下,HI的分解率只达到22.8%。但利用膜分离只移走氢气和同时移走... 对热化学硫碘制氢中的碘化氢分解反应进行了化学热力学、动力学模拟以及实验研究,同时利用热力学的方法研究了氢气选择性膜对碘化氢分解率的影响。化学热力学模拟中,500℃下,HI的分解率只达到22.8%。但利用膜分离只移走氢气和同时移走氢气和碘蒸气的情况下,分解率分别增长了30.3%和54.8%。化学动力学模拟中,随温度的升高,HI浓度降低曲线呈现一定的线形规律,该分解反应对温度的敏感性较高。通过实验结果和动力学模拟结果的对比,该动力学模型能较好地描述HI分解的化学反应历程。 展开更多
关键词 热化学硫碘循环 制氢 碘化氢分解 热力学模拟 动力学模拟 膜分离
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碘化氢分解用Pt/活性碳催化剂制备与表征 被引量：1
4
作者 王志超 王来军 +4 位作者 张平 陈崧哲 姚桃英 陈靖 徐景明 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期558-560,共3页
为了提高碘化氢的分解效率,采用化学镀法制备了系列活性碳(记为AC)负载铂催化剂,利用XRD、BET、ICP和TEM等分析技术对不同铂负载量催化剂的结构、比表面积、组成和金属铂颗粒的大小进行了表征。在固定床反应装置上考察了催化剂的碘化氢... 为了提高碘化氢的分解效率,采用化学镀法制备了系列活性碳(记为AC)负载铂催化剂,利用XRD、BET、ICP和TEM等分析技术对不同铂负载量催化剂的结构、比表面积、组成和金属铂颗粒的大小进行了表征。在固定床反应装置上考察了催化剂的碘化氢分解催化活性,研究了铂负载量和反应温度对催化剂活性的影响。研究结果表明,采用化学镀法成功实现了纳米金属铂粒子在活性碳表面的负载,当负载量为5%时,催化剂的活性最好,500℃时,碘化氢的转化率可达21.4%,接近该条件下的平衡转化率(约23%)。 展开更多
关键词 碘化氢分解 铂催化剂 碘硫循环 化学镀
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Y型沸石及改性催化剂对碘化氢催化分解的研究 被引量：1
5
作者 刘建波 张彦威 +3 位作者 王智化 林祥东 周俊虎 岑可法 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期726-730,共5页
对热化学硫碘制氢中碘化氢催化分解反应进行实验研究。反应在固定床上进行，温度范围300—500℃。实验采用沸石作为催化剂，对4种不同的Y型沸石（HYI、HYII、USY、NaY）原样以及Ni改性后的NaY型沸石做了BET、XRD以及活性评价实验。实验... 对热化学硫碘制氢中碘化氢催化分解反应进行实验研究。反应在固定床上进行，温度范围300—500℃。实验采用沸石作为催化剂，对4种不同的Y型沸石（HYI、HYII、USY、NaY）原样以及Ni改性后的NaY型沸石做了BET、XRD以及活性评价实验。实验结果显示，所有催化剂的催化活性均随温度的升高而提高。NaY型沸石随Ni负载量的加大，催化活性先提高后下降，在5％时达到最大值，说明活性组分Ni在NaY型沸石上的阈值在3％-7％。在此负载量下，500℃的分解率为20．2％，接近热力学平衡分解率22．9％。 展开更多
关键词 制氢 碘化氢分解 沸石 XRD BET
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硫碘制氢碘化氢分解和硫酸浓缩的模拟及优化 被引量：1
6
作者 王书婕 王智化 +3 位作者 朱俏俏 张彦威 周俊虎 岑可法 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1863-1868,共6页
利用流程模拟软件Aspen Plus对热化学硫碘闭路循环制氢系统中的碘化氢分解部分和硫酸浓缩部分进行设计和模拟,考察温度和压力变化对碘化氢均相分解率的影响,对比文献中的数据,计算碘化氢分解率对整个系统效率的影响,同时考察加压精馏、... 利用流程模拟软件Aspen Plus对热化学硫碘闭路循环制氢系统中的碘化氢分解部分和硫酸浓缩部分进行设计和模拟,考察温度和压力变化对碘化氢均相分解率的影响,对比文献中的数据,计算碘化氢分解率对整个系统效率的影响,同时考察加压精馏、常压精馏、闪蒸3种不同浓缩方式对硫酸浓缩/分解部分能量平衡的影响。结果表明:碘化氢分解率对整个硫碘循环系统的效率有一定影响;比较3种浓缩方式,加压精馏所需热量最少,闪蒸浓缩所需热量最多;常压精馏浓缩时所需热量与加压精馏差异不大,但常压精馏在实际应用上更具可行性。 展开更多
关键词 热化学水分解 碘化氢分解 硫酸浓缩 ASPEN PLUS
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碘化氢分解反应过程熵产率最小化 被引量：7
7
作者 孔锐 陈林根 +4 位作者 夏少军 张磊 李鹏蕾 戈延林 冯辉君 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期565-579,共15页
热化学硫碘循环是一种有潜力的制氢方式,而碘化氢分解反应是制氢过程的关键步骤,碘化氢的分解转化率决定了制氢效率的高低.为进一步从热力学第二定律的角度对碘化氢分解过程进行分析优化,本文建立了碘化氢分解一维活塞流管式反应器模型... 热化学硫碘循环是一种有潜力的制氢方式,而碘化氢分解反应是制氢过程的关键步骤,碘化氢的分解转化率决定了制氢效率的高低.为进一步从热力学第二定律的角度对碘化氢分解过程进行分析优化,本文建立了碘化氢分解一维活塞流管式反应器模型,并基于有限时间热力学理论,以系统中熵产率最小为优化目标进行研究.考虑传热、流动和化学反应过程的总熵产率,在给定的混合气体进口温度和混合气体进口压力及氢气产率约束条件下进行优化分析,分别考虑管长度固定和自由的两种情况,利用最优控制理论求解管外的热源温度最优分布.结果表明优化后的反应器中管外热源温度和混合气体温度差值存在相对恒定的子区间,并且管外热源的温度变化范围相对热源线性变化的参考反应器更广.与参考反应器相比,管长固定时(L=3 m)最优反应器的总熵产率降低了51.3%,管长自由变化时总熵产率存在二次最优,此时最优反应器长度Lopt=4.91 m,总熵产率相比参考反应器降低了57.6%.总熵产率的降低主要是由降低传热过程不可逆性实现的,适当延长管长可进一步降低反应过程中总熵产率.同时结合工业生产实际对如何实现热源温度最优分布进行了探讨.本文的研究结果对碘化氢分解反应器的尺寸参数和工艺条件设计可提供理论指导. 展开更多
关键词 有限时间热力学 管式反应器 碘化氢分解反应 熵产率最小化 最优控制理论
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