氢转移反应的研究概述

氢转移反应是利用氢供体作为氢源对氢受体进行还原的一类反应,该反应与普通的氢气加氢反应相比,反应条件温和、对设备要求不高,在实验室研究和工业生产中均有广阔的应用前景。本文作者在研究氢转移反应还原芳磺酸的基础上,对氢转移反应的工艺条件、催化剂和氢供体种类、适用的反应类型等进行了较系统的总结,重点对近年来的相关文献进行了综述,表明氢转移反应是一种高效、绿色、资源化利用氢供体的氢化、氢解还原工艺。     

馏分油氢转移能力的测定与分析

采用管式反应器考察了三种馏分油的受热氢转移能力,用气相色谱分析反应产物,并根据实验结果改进了氢转移能力的计算方法。结果表明:不同的馏分油/探针比,测得的馏分油氢转移能力不同,随着馏分油/探针比的增大,氢转移能力大体呈先减小后不变的趋势;馏分油的氢转移能力与其结构组成密切相关,三种馏分油的供氢能力与其α氢含量顺序一致BCA,夺氢能力与β氢、芳炭率fA、缩合度大小顺序一致CBA。综合考虑供氢能力和夺氢能力,三种馏分油的供氢指数大小顺序为BAC。     

考虑新氢纯度的氢网络夹点分析

基于夹点法,对考虑新氢纯度的氢网络集成进行了研究。利用Aspen Plus建立了天然气蒸气转化制氢过程的模拟模型。在考虑原料气、除氧水、冷却水、副产蒸气、变压吸附、压缩机用电等主要能耗的前提下,计算出系统总费用,对整个过程进行了能耗分析。通过改变产氢摩尔分数,得到相应的单位产氢量费用,进一步拟合出了新氢生产成本随产氢摩尔分数变化的定量关系式。在此基础上,对某炼厂的氢网络案例进行优化,作出不同氢源线下的节氢费用-新氢摩尔分数关系图、新氢消耗费用-新氢摩尔分数图。通过分析夹点位置随新氢摩尔分数改变的变化趋势可知,在满足氢网络要求下,节省费用随新氢摩尔分数的增大而增大,新氢消耗费用随摩尔分数的增大而减少。因此,在该氢网络中,高纯度的新氢有利于系统节能。     

氢对不锈钢影响的研究新进展

不锈钢在工业应用中经常会有氢进入材料中,而氢对不锈钢的性能有着重要影响.文章综诉了氢对不锈钢影响的研究新进展,主要涉及氢对不锈钢力学性能的研究、氢致相变、氢对不锈钢钝化膜的影响.另外,详细分析了氧在不锈钢中扩散的计算.     

燃料电池供氢系统的研究进展

论述了氢氧燃料电池供氢系统的整个流程,从产氢、储氢、供氢管路以及用氢安全几个主要方面对氢氧燃料电池的供氢系统进行分析。其中对产氢与储氢部分对比了工业生产氢气与车辆自载供氢的特点,着重分析了车载储氢罐式供氢管路,对传统管路提出了改进意见。     

沸石贮氢技术的研究进展

综述了利用沸石进行贮氢的研究进展。从沸石的晶体结构、氢吸附机理、热物理学性质以及实验和理论等方面讨论了沸石贮氢的机理和性能,预测了沸石作为贮氢介质的应用前景,提出了新的贮氢方法及沸石贮氢在实际应用中存在的问题和今后研究的发展方向。     

基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统特性的研究

以基于金属氢化物的固态储氢技术，与质子交换膜燃料电池(PEMFC)耦合，搭建了基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统试验台，测试了吸氢压力、放氢温度、氢流量等关键操作参数对氢燃料电池动力系统性能的影响。结果表明，当吸氢压力大于等于0.60 MPa时，固态储氢反应器放氢流量稳定的时间最长可达4500 s以上。当放氢温度大于60℃时，储氢反应器能完全释放氢气，且放氢时间基本相同。放氢流量越小，氢燃料电池动力系统稳定工作的时间越长。     

钴基催化剂上氢解反应的研究

制备了一系列不同金属含量的Co/SiO2加氢催化剂,考察了催化剂非原位还原条件、进料空速、氢分压变化对其氢解反应影响。结果发现,钴基催化剂在非原位还原后进行反应时有氢解反应伴随发生。催化剂上金属含量越高、还原温度升高和还原时间延长,氢解反应越明显;较高的进料空速及较高的氢分压有助于抑制氢解反应的发生。     

氢系统关键氢阱最优氢浓度的确定

氢气网络优化时一般将氢阱氢浓度降低至最低限制浓度,以获取最大可能的节氢效果,然而这会降低系统操作弹性。分析了在氢阱氢浓度降低的过程中,有可能出现夹点位置的改变,从而导致节氢量-氢阱氢浓度曲线斜率的减小以及氢气网络中要考虑的其他经济因素,提出了在氢阱氢浓度降低过程中找出最优浓度并在此浓度下进行系统优化的方法,使得氢阱氢浓度降低幅度不大但系统的节氢效果较为显著。以某炼厂为例,通过选择关键氢阱,分析该关键氢阱氢浓度与系统节氢量的关系,确定最优浓度,系统优化后节氢量为42.81 mol·s^-1,占现行系统新氢用量的21.58%。结果表明,该方法可在氢阱氢浓度降低较小的情况下实现较好的节氢目的。     

氢燃料电池用于发电技术的研究现状

综述了氢燃料电池的发电技术背景,论述了氢燃料电池中氢气的来源有煤制氢、天然气制氢、工业副产氢和电解水制氢,并调研了目前氢燃料电池的应用方向,从技术水平、安全运营及绿色环保等角度,分析了国内外氢燃料电池发电技术的优势特征和应用现状。最后从电池性能、生产成本和能源利用率等方面对氢燃料电池发电技术的发展作出展望。