氢气纯化变压吸附循环的模拟开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

氢能作为一种清洁、高效、可持续的二次能源，在实现碳达峰、碳中和目标中扮演着至关重要的角色。

然而，氢气的制取、储存、运输和应用等环节仍面临诸多挑战，其中高纯度氢气的获取是制约氢能产业发展的关键瓶颈之一。

变压吸附技术（pressureswingadsorption，psa）具有能耗低、操作简便、自动化程度高等优点，已成为氢气纯化的重要技术手段。

2. 本选题国内外研究状况综述

变压吸附技术作为一种高效节能的气体分离技术，在氢气纯化领域得到了广泛的应用和研究。

国内外学者在吸附剂开发、循环工艺优化、模型模拟等方面取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要内容是通过对氢气纯化变压吸附循环进行模拟研究，探究循环过程的影响因素，并进行循环优化。

1. 主要内容

1.对比分析现有文献中不同类型的氢气纯化变压吸附循环工艺，包括但不限于双塔变压吸附（psa）、真空变压吸附（vpsa）和变温变压吸附（tsa）等，从技术原理、操作条件、分离效率等方面进行比较，并结合实际情况选择合适的循环工艺作为研究对象。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法。

1.首先进行文献调研，了解国内外氢气纯化变压吸附循环的研究现状，包括吸附剂类型、循环工艺、数学模型、模拟方法等，为本研究提供理论基础。

2.基于现有研究成果，确定本研究采用的循环工艺和数学模型，并选择合适的模拟软件进行模拟研究。

5. 研究的创新点

1.本研究将针对现有氢气纯化变压吸附循环模型的不足，改进模型参数，提高模型的精度和可靠性，使其能够更准确地预测循环性能。

2.本研究将结合具体应用场景，对循环工艺进行优化，以提高氢气纯度和回收率，降低能耗，为实际应用提供技术支持。

3.本研究将结合实验验证，对模拟结果进行修正和完善，提高研究结果的可信度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1]王晓林, 郭庆杰, 张香平, 等. 变压吸附空气分离-低温甲烷吸附耦合制取高纯度氢气[j]. 化工学报, 2020, 71(11): 5005-5014.

[2]张哲, 葛蔚, 张鹏, 等. 变压吸附氢气纯化工艺模拟与优化[j]. 化学工程, 2020, 48(10): 63-70.

[3]王军, 刘建军, 李明, 等. 变压吸附氢气纯化技术研究进展[j]. 天然气化工(c1化学与化工), 2019, 44(05): 105-111 119.