LNG预冷的新型氢液化工艺设计与优化

液氢能量密度高、运输效率高,成为了氢规模化储运的重要方式。为降低氢液化工艺能耗,提高效率,以双混合制冷剂的氢液化工艺为基础,提出了一种LNG预冷的新型氢液化工艺。该工艺利用LNG冷能预冷,通过混合制冷剂布雷顿循环进行深冷,深冷段采用了四级压缩、三级膨胀和三级正仲氢转化。采用Aspen HYSYS软件对工艺进行了模拟,并利用粒子群算法进行了优化。结果表明,优化后工艺的比能耗可达5.263 kW·h/kg,㶲效率可达58.18%,优于大部分已知氢液化工艺系统。该工艺流程相对简单,能耗低、效率高,可为氢液化工艺的设计和改进提供新的思路,同时拓展了沿海LNG接收站LNG冷能回收利用的新途径。

基于粒子群优化算法的双混合制冷剂液化工艺参数优化

双混合制冷剂(DMR)液化工艺中,冷剂组分和工艺参数复杂且相互影响,可利用算法对其优化,从而降低工艺能耗。以比功耗为目标函数,选择粒子群优化(PSO)算法对冷剂流量、压力等工艺参数进行了全局优化。结果表明,PSO算法优化效果相对较佳,优化后工艺的比功耗降低至0.2639 kW·h/kg,低于相关文献报道,也低于其他算法的优化结果;换热器换热效率提高,且可通过多级节流进一步减小局部换热温差;总?损失为19590 kW,相比教学自学优化(TLSO)算法降低了10.79%,[火用]效率为43.22%,其中压缩机的?损失最高。

新型含氧煤层气直接液化分离工艺模拟和优化

针对煤层气直接液化分离存在尾气未利用或利用不充分的问题,提出一种新型含氧煤层气直接液化分离流程,新流程不仅采用吸收式制冷循环降低能耗,而且利用了尾气燃烧所提供的热量。基于所提出的流程,对不同浓度煤层气的液化分离进行了工艺优化研究,研究表明,对低浓度的煤层气,采用吸收式制冷流程可显著降低能耗,对于中高浓度的煤层气,则需考虑吸收式制冷环节设备投资和能耗降低两者之间的平衡作出选择。