利索能及
我要发布
收藏
专利号: 201710228838X
申请人: 沧州师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-12
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种氢网络节氢中确定过程执行顺序的方法,其特征在于,所述氢网络节氢中确定过程执行顺序的方法包括:

首先运用源物流分配方法将当前源物流分别来满足各个未执行过程,依次按外部源物流用量或净化后源物流用量最大的过程首先执行的原则来确定过程的执行顺序;

将确定的过程的执行顺序与设计固定净化后氢浓度模型和给定杂质移除率模型氢网络的迭代法相结合,分别设计两种模型的多杂质氢网络;

所述固定净化后氢浓度模型为:

Fin=Freg+Fr           (1)FinCin=FregCreg+FrCr   (2)‑1

其中Cin和Fin分别为用于净化的源物流的杂质浓度mol%和流量mol·s ;Creg和Freg分‑1

别为净化后源物流的杂质浓度mol%和流量mol·s ;Cr和Fr分别为净化单元出口燃料气的‑1

杂质浓度mol%和流量mol·s ;净化单元的氢回收率为HR;Freg表示净化后源物流的量,mol·s‑1;Cr表示净化单元出口燃料气的杂质浓度,mol%;

所述给定杂质移除率模型为:

Fin=Freg+Fr

FinCin=FregCreg+FrCr其中,净化单元的杂质移除率为IR;

当满足需求物流Dj时,源物流分配方法按以下步骤来选取源物流;

1)、若存在Ri,j,RKC值等于1的内部源物流Si,优先由Si来满足Dj;Ri,j,RKC表示Si满足Dj时的最大虚拟回用率;RKC表示Dj回用Si的关键杂质;

2)、若存在至少一条Ri,j,RKC值大于1的内部源物流S1,将S1与Ri,j,RKC<1的内部源物流S2组成的互补源物流来满足Dj,S1的分配系数 取其下限值, 由式(9)确定;

3)、若所有内部源物流的Ri,j,RKC值都小于1,且存在互补的内部源物流,优先回用互补的内部源物流,此时若净化后源物流的Ri,j,RKC值大于等于1时,依次优先选择使净化后源物流或外部源物流用量最少的互补内部源物流来满足Dj;若不存在互补的内部源物流而存在与净化后源物流互补的源物流,优先回用与净化后源物流互补的源物流,否则,选择Ri,j,RKC最大的源物流来满足Dj,可补充外部源物流;

由互补的两个源物流S1和S2满足Dj时,得:‑1

其中, 为需求物流Dj的流量(mol·s );FS1,k和FS2,k分别为源物流S1和S2针对k杂质‑1

的分配量(mol·s ); 和 分别为Dj和Si中杂质k的极限浓度(mol%);CS1,k和CS2,k分别为S1和S2中杂质k的浓度(mol%); 表示需求物流Dj中杂质k的极限浓度,mol%;

由式(7)得到式(8):

由式(8)看出, 和 越小,则 也越小;由式(9)得到 的下限:若S1和S2都为内部源物流,Ri,j,RKC都小于1,且存在浓度满足不等式 的杂质,即S1和S2的分配流量也受限于该种杂质;针对该杂质,由式(8)看出, 和 越大,则越小;式(10)得到 的上限:

当式(11)成立,且 取区间 内的值时, 表示源物流S1的分配系数,由S1和S2满足Dj不需补充Sreg或外部源物流,用量由式(12)和式(13)得到;

若存在多组互补的内部源物流且各自都不满足式(11),选择 绝对值最小的互补内部源物流来满足Dj,由外部源物流来补充;若Sreg的Ri,j,RKC值大于1,则由Ri,j,RKC来补充,不需要补充外部源物流; 表示S1的分配系数的下限; 表示S1的分配系数的上限; 表示S1的分配系数的上限和下限的差值。

2.如权利要求1所述的氢网络节氢中确定过程执行顺序的方法,其特征在于,当内部源物流Si满足需求物流Dj时,为提高Si的回用量,使需求物流中至少一种杂质的浓度达到极限值;首先达到极限值的杂质将决定Si的用量,将该杂质称为Si回用的关键杂质RKC;对于关键杂质来说,单位流量每mol·s‑1的需求物流Dj的极限杂质负荷与源物流分配过来的杂质负荷相等:

其中, 为Dj中关键杂质的极限浓度, 为Si中关键杂质的浓度, 为Dj中杂质k的极限浓度, 为Si中杂质k的浓度;NC为杂质个数;Ri,j,RKC称为源物流Si满足需求物流Dj时的最大虚拟回用率;

当满足Dj时,若一S2内部源物流k杂质的虚拟回用率R2,j,k<1,即 而另一S1源物流相应杂质的虚拟回用率R1,j,k>1,即 则称两个源物流是互补的。

3.如权利要求1所述的氢网络节氢中确定过程执行顺序的方法,其特征在于,过程的执行顺序不同,所得设计的外部源物流用量也不同;确定过程的执行顺序方法包括:首先运用源物流分配方法将所有源物流分别来满足各个过程,依次按外部源物流用量或净化后源物流用量最大的过程首先执行的原则来确定出第一个执行过程,之后再运用当前源物流分别来满足各个未执行过程,依次按该原则来确定第二个执行过程;依次类推,直到所有过程都执行完成为止。

4.如权利要求1所述的氢网络节氢中确定过程执行顺序的方法,其特征在于,将确定的过程的执行顺序与设计固定净化后氢浓度模型氢网络和给定杂质移除率模型的迭代法相结合,分别设计两种模型的多杂质氢网络,具体包括:(a)对于固定净化后氢浓度模型,在设计之前,净化后源物流的量是未知的;首先假设净化后源物流的量足够大,将之用于第一次迭代;

对于给定杂质移除率模型,首先将设计氢回用网络得到未回用的源物流进行净化,用于估算净化后源物流的浓度,净化后源物流的量待定,将估算出的净化后源物流的浓度用于第一次迭代;

(b)运用确定过程执行顺序的方法和设计固定净化后氢浓度模型和给定杂质移除率模型两种模型氢网络的迭代方法相结合来分别设计固定净化后氢浓度模型和给定杂质移除率模型这两种模型的多杂质氢网络,从而确定出未回用的内部源物流的量及净化后源物流的用量Freg;

(c)比较未回用内部源物流全部净化后的量 与Freg的大小,分两种情况进行后续设计;具体包括:

(一)当 时,将 作为下一次迭代时净化后源物流的量的初值,继续迭代,直至相邻两次迭代所得净化后源物流量之差小于某一很小值ε=0.01mol·s‑1时,认为迭代已收敛;

(二)当 时,按照Freg的值选取杂质浓度较低的未回用的源物流用于净化;对于固定净化后氢浓度模型,将Freg作为最终设计的净化后源物流的用量,只需一次迭代就能得到最终设计;对于给定杂质移除率模型,将Freg作为下一次迭代的净化后源物流的量的初值,几次迭代得到最终设计。