随着人口增长、社会发展等诸多因素的影响,能源消费总量快速增长。由于我国的能源结构过于单一且污染巨大,发展一种高效率、低污染的能源方式成为了当务之急。而氢能由于其来源广、可储存、可再生、燃烧热值高、可电可燃、零污染的突出优势成为了一种最值得期待发展的二次能源。目前80%以上的氢气储运方式都是高压气态储氢法,但是由于氢气的密度小,沸点低,即使压力达到20MPa,氢气的储运效率仍然很低。针对这个问题,近年来研究人员把目光放在了液态氢储运上。液态氢在常压下的密度也是70MPa气态的1.8倍,其储氢效率大大提高。
针对液态氢的储运效率高的情况,本项目旨在设计一种基于氦气制冷的氢液化流程,满足液态氢储运的需求。首先本小组准备参考文献资料设计出基于氦气制冷的氢气液化流程,并且结合实际情况,对于流程中的各种参数进行优化,然后分析换热器效率、膨胀机效率等外部因素对于整个流程的结果的影响,从而选取一个最佳的参数,为实际的氢液化站提供理论依据。最后希望通过对于流程的效率、㶲效率等参数的分析,提高效率,从而节约流程消耗的能源。
本小组成功设计出了一个具有实际参考价值的氢液化系统。通过aspen hysys模拟软件对整个流程进行了模拟,得到了预期的效果。并且通过改变进气压力、出口压力、各级温度、换热器效率、膨胀机效率等参数,单独分析了每个参数对于流程整体效率、㶲效率的影响,得到了最适合流程的参数,为氢液化站的流程设计和参数选择提供了参考依据。