煤炭超临界水热化学还原制氢系统构建理论数据集

本数据集围绕煤炭超临界水热化学还原制氢系统，开展了一系列数值模拟研究。基于热力学原理，分析了制氢系统中煤炭化学能与制氢中间产物化学能转化过程的能势，明确了能势与操作条件、化学组分含率之间的耦合定量关系；以氢气产量1000 Nm³/h为设计目标，构建了气化-氧化解耦式制氢系统，并利用Aspen Plus软件进行模拟，详细分析了煤种与操作参数对制氢效率与气体产物分布的影响；基于降阶模型，建立了气化反应器和氧化反应器的动态仿真模型，采用Matlab平台进行仿真，获得了制氢系统关键部件的稳态与动态响应特性；开进一步开发了融合精确低阶动态模型与卡尔曼滤波校正的模型预测控制策略，应用于超临界水换热器控制，其控制效果显著优于PID及动态矩阵控制方法。该数据集为解决工业规模制氢系统能势耦合匹配与整体优化，实现煤炭化学能有序转化提供了解决思路，并为制氢系统的安全调控运行提供了可靠的数据基础，具有重要的学术价值和工程指导意义。