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在氢开发及应用方面,金属氢化物反应器作为重要的反应发生场所,近几十年来,得到了很大的改进和推广。但由于氢化反应和脱氢反应操作条件不同,如不借助外界协助,绝大多数金属氢化物反应器均无法实现吸、放氢过程之间的自动转换和自主循环,由此可能在有吸、放氢交替循环需求的应用中,尤其是在高频次吸、放氢循环的过程中造成诸多不便以及引发一些安全问题。因此,本文分别基于“设备结构改进”和“PLC自动控制”提出了两种自动切换式解决方案,以达到各气、液相通道的自动化合理启闭和所有阀门之间的稳定配合。本文完成了 aNi5与1H2发生吸、放氢反应过程的数值模拟,得到了一定循环周期内设备结构和操作条件上的优化结果,并就金属氢化物氢压缩体系进行了实用性探究。所获结果如下:(1)本文探究了吸氢/解吸过程中操作温度、供氢压力与反应耗时三者之间的关系,并分别拟合出了两过程的三变量集成数学方程,为之后进行结构优化提供数学依据。(2)在3MPa(20°C)/0.1MPa(80°C)的吸氢/脱氢条件下,吸、放氢循环过程的最优初始反应分率为0.07,其总循环时长为1287s。(3)本文获得了最优条件下四/六孔旋转盘的结构参数。(4)氢压缩体系中,分别在90°C和200°C下供热脱氢,外接500ml的小型终端储罐,8个循环后可分别获得2.276MPa和12.24MPa的高压氢气;20(TC下分别连接500ml、1000ml及1500ml储罐的氢压缩系统最终氢压分别达12.24MPa、9.72MPa和8.08MPa;此外,200°C下500rrmlH2储罐的氢压缩系统有预热阶段较没有预热阶段的方案系统压缩比更优,其所获最终氢压分别达12.24MPa和15.32MPa。此两种吸、放氢自动切换方案可有序、可控地实现氢化/脱氢过程之间的自动切换,为具有该需求的场合提供便利,在氢能普及和应用中体现出卓越的价值。