金属氢化物热压缩机吸放氢传热传质的对称性研究

针对金属氢化物热压缩机(MHTC)在实际应用过程中存在的吸放氢非对称性限制,开展了MHTC传热传质对称性的研究和优化。根据局部热平衡模型,以2D圆环剖面为计算区域,对MHTC多管束反应器实施了模拟,并对模拟过程中的参数及结构进行了优化。优化结果表明:以4层管的多管束反应器为基准,改变吸放氢反应条件能改善反应过程的不对称性特征,即吸、放氢压力分别为2、0.05MPa,温度为293、393K,传热系数为1 000 W/(m2·K)时,吸氢反应分率由0.1上升到0.9;放氢反应分率由0.9降至0.1时,所用时间分别为350和360s,温度变化幅度分别为40和43K,显示出明显的对称性。在反应前20s内,放氢过程中平衡压力的变化剧烈,占平衡压力总变化量的50%以上,为反应过程中的高效反应阶段。

LaNi_(4.7)Al_(0.3)贮氢合金PCT与动力学性能研究

在不同的准等温和变化的压力条件下,对LaNi4.7Al0.3贮氢合金的氢化/脱氢动力学进行了PCT模型的模拟研究。一个理想的合金氢化/脱氢反应动力学方程是设计反应过程单元的重要工具。根据多项式PCT方程与形核成长模型得到适合于LaNi4.7Al0.3贮氢合金氢化/脱氢动力学的模型方程。该合金PCT平台区斜率较大,将平台区按氢化/脱氢量划分为3个区域,利用Vant’Hoff方程计算出各区域反应焓变和熵变。模拟研究结果表明,该模型方程中活化能Ea=32kJ/mol,Avrami指数n的取值范围为1.1～1.33时,计算曲线与实验结果能较好地吻合,氢化/脱氢过程由反应初期的一维形核长大控制向后期的低维扩散控制转变。