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题名氢气驱动电化学捕碳系统的模块化设计与优化
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作者
刘世昌
李一白
王靖
刘永忠
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机构
西安交通大学化工系
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出处
《化工学报》
2025年第8期4108-4118,共11页
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基金
国家自然科学基金重点项目(22238006)
联合基金项目(U24B6016)。
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文摘
氢气驱动的电化学捕碳系统(HECCS)是一种新型的低浓度CO_(2)捕集与分离方法。受大面积膜制备、膜性能和电极性能等限制,HECCS系统的单模块捕碳能力有限。为了提高HECCS系统捕碳性能和系统经济性,本文提出HECCS系统的模块化设计与优化方法,在分析HECCS系统单模块操作性能基础上,研究了模块化HECCS系统的捕碳策略及优化操作方法,阐明了模块化HECCS系统结构特性及单元模块之间的协调匹配特性。研究表明,在特定的低浓度CO_(2)捕获场景中,在模块化捕碳系统中,不同单元模块组合方式的HECCS模块化系统结构显著影响捕碳性能和经济性。在相同操作条件下,串联结构比并联结构具有更优的除碳效果,多级结构有助于降低系统氢气消耗;HECCS系统的最优级数受进出口CO_(2)浓度、氢气价格和HECCS模块价格影响显著,取决于系统操作费用和投资费用权衡。本研究可为模块化HECCS系统性能优化和经济性提升提供优化设计方法。
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关键词
电化学捕碳系统
氢气
模块化
系统设计
优化
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Keywords
electrochemical CO_(2)capture system
hydrogen
modulization
system design
optimization
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分类号
TQ021.8
[化学工程]
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