氫燃料活性炭吸附儲(chǔ)存系統(tǒng)充放氣過程特性研究.pdf

1、化石能源消耗的急劇增加造成資源漸趨匱乏且環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,潔凈新能源和可再生能源的開發(fā)迫在眉睫。氫能作為一種新能源和可再生能源越來(lái)越引起人們的重視,但氫氣的存儲(chǔ)是氫能利用的主要瓶頸。20世紀(jì)80年代以來(lái),碳基材料吸附儲(chǔ)氫的研究就一直受到關(guān)注,其中活性炭由于重量密度低、比表面積高、物理吸氫放氫可逆等優(yōu)點(diǎn),一直以來(lái)其在儲(chǔ)氫技術(shù)領(lǐng)域都受到重視。在氫的吸脫附過程中,由于吸附床的導(dǎo)熱性能較差,吸附熱將使充放氣過程為非等溫過程,從而使充氣過程中的實(shí)

2、際充氣量小于等溫充氣過程;而在放氣過程中,將有部分氫氣無(wú)法脫附,進(jìn)而減小儲(chǔ)存容量甚至破壞吸附劑結(jié)構(gòu)。因此,考察吸附儲(chǔ)氫罐在典型充放氣過程中的特性,分析吸附熱對(duì)儲(chǔ)罐吸附床性能的影響極為重要。
　　 本文根據(jù)上述思路,依據(jù)容積法原理,建立了一套研究吸附存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)過程的小型試驗(yàn)裝置,吸附儲(chǔ)罐容積為540ml,吸附劑采用比表面積1800m2/g的椰殼活性炭SAC-01,實(shí)際裝填質(zhì)量為205g。在室溫,10.5MPa、8MPa、6MPa、4

3、MPa四種不同壓力下,對(duì)氫氣儲(chǔ)罐進(jìn)行快速充放氣和慢速充放氣試驗(yàn),并由儲(chǔ)罐中心溫度變化考察吸附熱效應(yīng)對(duì)充氣和放氣過程的影響。結(jié)果表明,在室溫、10.5MPa下快速充氣時(shí),在開始100s左右,儲(chǔ)罐吸附中心的溫升可達(dá)27K;在放氣試驗(yàn)中,吸附床中心溫度在室溫、10.5MPa下快速放氣120s內(nèi)可從常溫降至268K。比較試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用慢速充放氣或在較低的壓力下快速充放氣可減緩吸附床的溫度變化。結(jié)合實(shí)際充放氣過程,針對(duì)試驗(yàn)容器充放氣過程,采取