海上多孔介质通道内氢气换热与正仲氢转化的耦合特性

作     者：孙崇正 樊欣 李玉星 许洁 韩辉 刘亮 SUN Chongzheng;FAN Xin;LI Yuxing;XU Jie;HAN Hui;LIU Liang

作者机构：山东科技大学储能技术学院山东青岛266000 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东省油气储运安全重点实验室山东青岛266580 国家管网集团北京管道有限公司北京100101 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2023年第42卷第3期

页      面：1281-1290页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0707[理学-海洋科学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(U21B2085) 山东省自然科学基金(ZR2021QE073) 中国博士后科学基金(2021M703587)。 

主　　题：海上 换热器 氢气储运 正仲氢转化 氢气液化 

摘      要：在我国“碳达峰、碳中和的战略目标下,风电和化石能源制氢技术正不断发展,利用海上风电资源或天然气制备氢气,并通过储运技术送到氢能源市场,为解决海上风电并网和消纳的难题、促进深海天然气资源的低碳发展提供了可行的思路,因此研究应用于浮式氢气液化工艺系统的绕管式换热器海上适应性具有重要意义。本文基于多自由度的晃荡平台,搭建了浮式多孔介质通道内压降测试实验装置;基于多孔介质模型、正-仲氢转化和氢流动换热理论模型,建立了多孔介质通道内耦合正-仲氢转化的流动换热数值模型。通过实验与数值模拟相结合的方法,分析海况和水平条件下多孔介质换热通道的性能变化。研究结果表明,填充催化剂的绕管式换热器多孔介质通道内压降明显,温降不明显,管内仲氢含量增加;随着氢气流量的增加,传热系数逐渐增大,而出口仲氢的含量逐渐降低;海况对海上多孔介质换热通道的压降和传热特性影响较小。