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现代化工  2021, Vol. 41 Issue (6): 209-214    DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.06.043
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双流化床反应器化学环制氢工艺建模与优化
李兵, 王晓霖, 李红营, 陈博
中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院, 辽宁 大连 116045
Modeling and optimization of chemical looping hydrogen production process in a dual fluidized bed reactor
LI Bing, WANG Xiao-lin, LI Hong-ying, CHEN Bo
Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Sinopec Corp., Dalian 116045, China
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输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 化学环制氢工艺现有流程模拟平台无法对其进行有效仿真,限制了反应器尺寸设计及工艺优化过程。基于轴向扩散模型建立了双流化床反应器化学环制氢工艺,优化了反应器的结构及操作参数,为化学环制氢工艺提供了理论指导;所建立的流化床反应器轴向扩散模型可充分模拟工业尺度反应器中天然气与金属氧化物的重整反应过程;优化结果表明,利用商业化模拟平台建立的化学环制氢工艺流程可高效产出氢气,氢气/甲烷比例达到232%,平均制氢成本为1.1万元/t。
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李兵
王晓霖
李红营
陈博
关键词:  化学环  制氢  工艺建模  流化床  重整反应    
Abstract: Current process simulation platform is not able to simulate effectively the chemical looping process for hydrogen production,which restricts seriously the optimization to the design of reactor size and process.Based on axial diffusion model,a dual fluidized bed reactor chemical looping hydrogen production process is established,and the reactor structure and operating parameters are optimized,which provides theoretical guidance for the chemical looping hydrogen production process.The established axial diffusion model for a fluidized bed reactor can simulate the reforming process between natural gas and metal oxides in an industrial scale reactor.The optimization results show that the chemical looping hydrogen production process can produce hydrogen at a high efficiency,with a hydrogen/methane production ratio reaching 232% and an average production cost of around RMB 11 000 per ton of hydrogen.
Key words:  chemical looping    hydrogen production    process modeling    fluidized bed    reforming reaction
收稿日期:  2020-07-08      修回日期:  2021-04-12          
ZTFLH:  TQ018  
基金资助: 国家重大科研仪器研制项目(61627803);国家重点研发计划项目(2018YFA0209404);国家自然科学基金青年基金项目(21706023)
通讯作者:  陈博(1986-),男,博士,副研究员,研究方向为石油炼制,通讯联系人,chenbo.dshy@sinopen.com。    E-mail:  chenbo.dshy@sinopen.com
作者简介:  李兵(1994-),男,硕士,助理工程师,研究方向为全厂流程优化,libing.fshy@sinopec.com
引用本文:    
李兵, 王晓霖, 李红营, 陈博. 双流化床反应器化学环制氢工艺建模与优化[J]. 现代化工, 2021, 41(6): 209-214.
LI Bing, WANG Xiao-lin, LI Hong-ying, CHEN Bo. Modeling and optimization of chemical looping hydrogen production process in a dual fluidized bed reactor. Modern Chemical Industry, 2021, 41(6): 209-214.
链接本文:  
https://www.xdhg.com.cn/CN/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.06.043  或          https://www.xdhg.com.cn/CN/Y2021/V41/I6/209
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