在“双碳”背景下,电制氨技术(renewable power to ammonia,RePtA)因能规模化消纳可再生能源与绿氢而受到广泛关注。然而,RePtA系统中可再生能源制氢量具有明显波动性,这对哈伯-博世合成氨工艺的稳定运行带来挑战。对此,提出了一种合成...在“双碳”背景下,电制氨技术(renewable power to ammonia,RePtA)因能规模化消纳可再生能源与绿氢而受到广泛关注。然而,RePtA系统中可再生能源制氢量具有明显波动性,这对哈伯-博世合成氨工艺的稳定运行带来挑战。对此,提出了一种合成氨离散多稳态柔性运行策略,并使用PSO-MILP算法建立了一个协同化工运行调度的容量配置两阶段优化模型,基于内蒙古某在建示范项目,对比分析了3种不同柔性方案的技术经济性能。研究表明:离散多稳态柔性策略相比传统稳态策略,经济性大幅度提高,年收益可增加6715万元;相比完全柔性策略,合成氨工艺的运行稳定性显著增强,生产负荷波动率降低了78.16%。该优化模型可以兼顾RePtA系统的投资经济性与运行安全性,其成果有望为实际生产运行提供一定指导。展开更多
与传统的合成氨工艺(Haber-Bosch法)相比,电催化还原硝酸盐合成氨技术具有可再生能源驱动、反应条件温和及无二次污染等优势。然而,该反应仍面临催化剂催化活性不足、产物选择性较低以及稳定性较差等挑战。采用水热法合成了不同铜铝比例...与传统的合成氨工艺(Haber-Bosch法)相比,电催化还原硝酸盐合成氨技术具有可再生能源驱动、反应条件温和及无二次污染等优势。然而,该反应仍面临催化剂催化活性不足、产物选择性较低以及稳定性较差等挑战。采用水热法合成了不同铜铝比例(n(Cu)/n(Al)=x=1.5、2或3)的铜铝水滑石(Cu_(x)Al-LDH),并对其进行了表征分析与电化学性能测试,系统探讨了铜铝比例、电解液中初始NO_(3)^(-)-N质量浓度、施加电位及光照条件对电催化还原硝酸盐合成氨的影响。结果表明,在电位为-0.6 V vs.RHE及初始NO_(3)^(-)-N质量浓度为500 mg/L条件下,Cu_(2)Al-LDH电极的法拉第效率达到98.2%,氨产率达到822.3μg/(h·cm^(2))。增加光照后,在相同条件下,Cu_(1.5)Al-LDH电极表现出更优的催化性能,理论法拉第效率达到150.5%,氨产率达到1149.1μg/(h·cm^(2))。此外,Cu_(2)Al-LDH和Cu_(1.5)Al-LDH电极分别在电催化和光辅助电催化条件下表现出优异的稳定性,持续反应10 h后仍能维持较高的法拉第效率。铜铝水滑石在电催化还原硝酸盐合成氨反应中表现出优异性能,具有应用于绿色合成氨的潜力。展开更多
对化工模拟软件Aspen Plus 11.1的应用进行了研究和探索,并用此软件,对某化肥厂氨合成回路流程进行模拟计算,探讨选择适宜的物性方法,并对不同温度区间,对模拟结果的影响进行了讨论。结果表明,根据工艺气体的组成及高温高压的操作条件,...对化工模拟软件Aspen Plus 11.1的应用进行了研究和探索,并用此软件,对某化肥厂氨合成回路流程进行模拟计算,探讨选择适宜的物性方法,并对不同温度区间,对模拟结果的影响进行了讨论。结果表明,根据工艺气体的组成及高温高压的操作条件,选择PENG-ROB和ELECNRTL物性方法比较适宜,并能得到精确可靠的结果。展开更多
文摘在“双碳”背景下,电制氨技术(renewable power to ammonia,RePtA)因能规模化消纳可再生能源与绿氢而受到广泛关注。然而,RePtA系统中可再生能源制氢量具有明显波动性,这对哈伯-博世合成氨工艺的稳定运行带来挑战。对此,提出了一种合成氨离散多稳态柔性运行策略,并使用PSO-MILP算法建立了一个协同化工运行调度的容量配置两阶段优化模型,基于内蒙古某在建示范项目,对比分析了3种不同柔性方案的技术经济性能。研究表明:离散多稳态柔性策略相比传统稳态策略,经济性大幅度提高,年收益可增加6715万元;相比完全柔性策略,合成氨工艺的运行稳定性显著增强,生产负荷波动率降低了78.16%。该优化模型可以兼顾RePtA系统的投资经济性与运行安全性,其成果有望为实际生产运行提供一定指导。
文摘与传统的合成氨工艺(Haber-Bosch法)相比,电催化还原硝酸盐合成氨技术具有可再生能源驱动、反应条件温和及无二次污染等优势。然而,该反应仍面临催化剂催化活性不足、产物选择性较低以及稳定性较差等挑战。采用水热法合成了不同铜铝比例(n(Cu)/n(Al)=x=1.5、2或3)的铜铝水滑石(Cu_(x)Al-LDH),并对其进行了表征分析与电化学性能测试,系统探讨了铜铝比例、电解液中初始NO_(3)^(-)-N质量浓度、施加电位及光照条件对电催化还原硝酸盐合成氨的影响。结果表明,在电位为-0.6 V vs.RHE及初始NO_(3)^(-)-N质量浓度为500 mg/L条件下,Cu_(2)Al-LDH电极的法拉第效率达到98.2%,氨产率达到822.3μg/(h·cm^(2))。增加光照后,在相同条件下,Cu_(1.5)Al-LDH电极表现出更优的催化性能,理论法拉第效率达到150.5%,氨产率达到1149.1μg/(h·cm^(2))。此外,Cu_(2)Al-LDH和Cu_(1.5)Al-LDH电极分别在电催化和光辅助电催化条件下表现出优异的稳定性,持续反应10 h后仍能维持较高的法拉第效率。铜铝水滑石在电催化还原硝酸盐合成氨反应中表现出优异性能,具有应用于绿色合成氨的潜力。
文摘对化工模拟软件Aspen Plus 11.1的应用进行了研究和探索,并用此软件,对某化肥厂氨合成回路流程进行模拟计算,探讨选择适宜的物性方法,并对不同温度区间,对模拟结果的影响进行了讨论。结果表明,根据工艺气体的组成及高温高压的操作条件,选择PENG-ROB和ELECNRTL物性方法比较适宜,并能得到精确可靠的结果。
