碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法技术

本发明专利技术提供了一种碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法，解决了碘硫循环制氢中HI浓缩分离的精馏问题，本发明专利技术选用NRTL模型来修正HI‑I2‑H2O体系的三元混合物的液相非理想性，结合H2O‑HI、H2O‑I2和HI‑I2体系的二元气液平衡实验数据，关联该三组体系NRTL模型表达式中的二元交互作用参数。借助模拟软件Aspen Plus对HI精馏塔进行系统的模拟设计，并对关键操作参数进行分析优化，得到优化后的操作条件，通过灵敏度分析，分别考察HI精馏塔的塔板数、回流比、进料组分对分离条件的影响，并确定了其最优值，为工业碘硫循环制氢过程工艺的进一步研究提供理论基础和依据。

【技术实现步骤摘要】
碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法
本专利技术属于化工领域，涉及一种均相共沸精馏塔的建模方法，尤其是HI-I2-H2O体系，碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法。
技术介绍
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，且具有高挥发性、高能量，是能源载体和燃料，同时氢在工业生产中也有广泛应用。但时至今日,氢仍然大部分来源于煤、石油、天然气等化石燃料，氢的清洁、高效、可持续大规模生产问题一直困扰着人们。在标准压力下，水的分解反应需要温度高于2500K时，才比较明显。而采用热化学循环的方法能够大大降低操作条件。热化学循环分解水制氢是通过引入若干物质而将水分解反应转变为分步进行的循环过程；过程的输入为水和低于1500K的加热，输出为氢和氧，而其余产物作为中间产物或中间反应物循环利用。在目前已经提出的100多个热化学循环中，由美国通用原子能(GA)公司开发的碘硫循环(IScycle)被认为是最有前景的热化学循环制氢流程。碘硫循环制氢，作为从众多热化学循环分解水制氢路线中得出的优选方案，正越来越显示出独特的优势，尤其是将碘硫循环与太阳能供热、核反应堆供热等技术相耦合之后，氢有望真正被清洁、大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法，其特征在于包括以下步骤：①通过实验和文献的查询，获得碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔三元混合体系的二元汽液平衡的实验数据；②根据碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔混合物系的热力学特征，找到能正确描述该混合物系汽液平衡相行为的热力学模型，对于气相，选用Aspen Plus默认的模型数据，液相采用活度系数模型NRTL模型来修正液相的非理想性；③通过对步骤①中所获取的气液平衡实验数据采用极大似然法计算处理，得到了NRTL模型中的二元交互作用的回归拟合参数，利用得到的二元交互作用参数去预测该三元体系的相平衡行为，建立能准确描述该三元混合物系物性特点的热力学模型；④将满...

【技术特征摘要】
1.一种碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法，其特征在于包括以下步骤：①通过实验和文献的查询，获得碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔三元混合体系的二元汽液平衡的实验数据；②根据碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔混合物系的热力学特征，找到能正确描述该混合物系汽液平衡相行为的热力学模型，对于气相，选用AspenPlus默认的模型数据，液相采用活度系数模型NRTL模型来修正液相的非理想性；③通过对步骤①中所获取的气液平衡实验数据采用极大似然法计算处理，得到了NRTL模型中的二元交互作用的回归拟合参数，利用得到的二元交互作用参数去预测该三元体系的相平衡行为，建立能准确描述该三元混合物系物性特点的热力学模型；④将满足两个精馏假设的平衡级模型，与步骤②中采用的热力学非理想性修正模型以及步骤③中拟合出的二元交互作用参数相结合，建立出碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的数学稳态模型；⑤利用AspenPlus软件，搭建RadFrac模块中的精馏塔，结合某一个EED工艺的HI浓缩精馏中的已知参数输入，通过调节参数设置，使得该精馏塔达到目标规定要求；⑥通过灵敏度分析，获得精馏塔的优化设计工况。2.根据权利要求1所述的一种碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法，其特征在于：所述步骤①中，所述的二元汽液平衡的实验数据包括碘化氢+水、碘化氢+碘、水+碘。3.根据权利要求1所述的一种碘硫循环制氢中HI浓缩精馏塔的建模方法，其特征在于：所述步骤①中，对比分析通过汽液相平衡数据热力学一致性检验，选用Heringto...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秀辉，王俊，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31