生物质热化学法制氢技术的研究进展

介绍木质生物质热化学法生产氢气的四条主要技术路线,分别是生物质气化制氢、生物质热解油制氢、生物质超临界水气化制氢、源于生物质的小分子有机物催化重整制氢方法,着重从化学反应机理、热力学模拟、催化剂种类、工艺开发、工业化进展等方面总结生物质热化学制氢技术的最新研究进展,分析了各类小分子制氢的热力学规律,并指出工业化过程存在...     

氯碱厂氢利用国外文献调查报告

绪言氢作为清净的二次能源越来越受到各方面的重视。蕴藏在自然界的氢资源极其丰富,取之不尽,用之不竭;燃烧后生成水,不产生 CO_2在自然界循环的污染。同时氢在石油与化学工业上占有重要地位,石油加氢脱硫、提高汽油辛烷值、合成氨、甲醇及有机氢化等,需用大最的氢。制氢的方法有多种,天然气或原油蒸汽重整或部分氧化、天然气裂化、煤气化、煤水蒸汽—铁变换法、水或氯化碱液电解以及核能或太阳能分解水制氢等。原始能源有限,价格飞涨,核能制氢还是遥远的事,未来较有希望而现实的方法还是水或氯化碱液电解制氢,     

一些光敏剂水溶液体系光生电势与光催化产氢的关系

在太阳能分解水制氢研究中存在的一个问题,是产氢要消耗化学试剂(电子给体),以人们研究得很多的Ru(bpy)_3~(2+)-MV~(2+)-EDTA-铂催化剂体系为例,光照下产氢时,其净的化学反应为:     

水制氢技术研究进展

氢能是一种高效、清洁的能源,其热值比石油还要高3倍.目前,大部分氢气都来自于化石燃料,如天然气、石油和煤等.这些方法不具有可再生性.以水为氢源的制氢技术因其可再生性而具有很好的应用前景.以水为氢源的制氢技术主要包括电解水制氢、光催化分解水制氢、直接热分解水制氢和热化学循环裂解水制氢技术.其中,电解水制氢技术最为成熟,其不足之处在于能耗过高;对光催化分解水制氢技术已经进行了系统研究,催化剂的性能是影响该方法的关键因素;对于直接热分解的研究相对较少;热化学循环制氢技术的优势在于反应效率高、利于放大,如何保持反应中间媒介物的高温循环稳定性则是该方法急需解决的技术难题.     

可见光分解水制氢催化剂研究进展

光解水制氢能否实用化取决于太阳光的有效利用率,研究开发可见光化的光催化剂成为当前光催化剂研究中的重要课题。介绍了光解水制氢的反应机理,叙述了近年来半导体光催化剂在利用可见光方面的研究进展。认为应该寻找本身具有较高的氢生成活性中心的光催化剂,实现不负载Pt等贵金属光解水制氢;循环使用牺牲剂,或无须牺牲剂实现可见光的光解水。如能开发利用海水制氢,则这对于淡水资源和土地资源日益稀缺的我国来说尤为重要。     

发展氢能的几条途径

氢是一种高效、洁净的能源,其制取途径包括有机废弃物制氢、利用微型藻类持续大量产氢、源于植物原料制氢和新型光催化制氢。以有机废水为原料厌氧活性污泥发酵制氢的产氢能力达到每天5.7m~3/m~3;生活垃圾厌氧发酵制氢的产氢效率为49ml/kg,有望实现规模生产。目前海藻培养液的产氢效率为3ml/L,产量较低。用植物源葡萄糖为原料,在贵金属催化剂存在下可制氢,但距实用化的目标还有较远距离。以铟钽化合物为光催化剂,利用可见光可将水分解为氢和氧。     

水电解制氢技术进展及应用

水电解制氢技术早在上世纪初就已开发,20世纪70年代国外曾在水电资源丰富的地区用于生产合成氨。后来由于天然气、石油、煤炭制合成氨技术发展很快,且由于水电解制氢的成本过高,无法商业性的大规模利用,使水电解制氢技术未有大的进展,仍停滞在原有水平上。水电解氢的工艺原理是利用两个不起化学反应的电极,用一种无机酸或一种碱金属氢氧化物的水溶液传导直流电流时,在阴极生成氢气,在阳极生成氧气。现代工业化水电解制氢工艺通常是采用所有电极并联连接的单极性电解槽和所有电极串联连接的双极性电解槽进行的,操作温度一般低于80℃。当电流密度高至3229A/m2时,产生每立方米氢气耗电3.99-5,12kW·h。多年来,水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,使得世界上除个别地区外,合成氨生产用水电解制氢都不经济,吨氨的电耗高达3500kW·h左右。但是如果水电解制氢技术能结合现代科学开发成果,设计出先进可靠的生产装置,进一步降低设备投资费用和能量消耗,进行工业化生产试点后再推广应用,同时随着增殖反应堆出现的核能,将会使水电解制氢有可能成为制氢领域中最有力的竞争者之一。     

吸附强化乙醇水重整制氢的工艺条件

采用吸附强化技术强化了乙醇水重整制氢过程。考察了温度、水醇比、液空速对无强化乙醇水重整制氢反应特性的影响,在此基础上研究了吸附强化乙醇水重整制氢反应特性。通过响应面法确定了吸附强化乙醇水重整制氢最优工艺条件为温度422～444 ℃、水醇比10.2～10.8、液空速0.13 h?1,在此条件下的氢产率为3.2 mol/mol,同比提高了51.7%,氢含量为88.91%,同比提高了22.9%,反应温度降低了178 ℃,降低了能耗,控制了CO2排放。     

变压吸附工艺在宝钢制氢装置的应用

目前,制氢的方法有多种,如化学反应制氢、水电解制氢、变压吸附制氢。工业上通常将化学反应制氢和变压吸附制氢组合起来,形成一套完整的氢气发生和纯化装置,因此变压吸附只是一种气体分离工艺,该工艺本身不具有发生氢气的能力。     

CoB催化剂在硼氢化钠-乙醇体系中制氢的应用

采用化学还原法制备了非晶态合金CoB催化剂,研究其在NaBH_4-乙醇复合体系中的催化活性。考察了基于乙醇量(硼氢化钠浓度)、NaOH质量浓度、反应体系温度、醇水体系对CoB催化NaBH_4制氢的影响。结果表明,硼氢化钠产氢速率随着乙醇量(硼氢化钠浓度)的增加呈现出先加快后减缓的变化;NaBH_4产氢速率随碱质量浓度的增加呈现出先增加后减小的变化,且最优碱浓度大约为5%;NaBH_4制氢速率随反应温度增加而快速增加,反应动力学计算显示该体系的表观反应活化能Ea为56.45 kJ/mol;在相同条件下,CoB催化硼氢化钠醇解制氢的产氢速率快于催化硼氢化钠水解制氢的产氢速率。     

CoB催化剂在硼氢化钠-乙醇体系中制氢的应用

采用化学还原法制备了非晶态合金CoB催化剂,研究其在NaBH_4-乙醇复合体系中的催化活性。考察了基于乙醇量(硼氢化钠浓度)、NaOH质量浓度、反应体系温度、醇水体系对CoB催化NaBH_4制氢的影响。结果表明,硼氢化钠产氢速率随着乙醇量(硼氢化钠浓度)的增加呈现出先加快后减缓的变化;NaBH_4产氢速率随碱质量浓度的增加呈现出先增加后减小的变化,且最优碱浓度大约为5%;NaBH_4制氢速率随反应温度增加而快速增加,反应动力学计算显示该体系的表观反应活化能Ea为56.45 kJ/mol;在相同条件下,CoB催化硼氢化钠醇解制氢的产氢速率快于催化硼氢化钠水解制氢的产氢速率。     

制氢技术的现状与进展

作为理想的清洁能源,氢已受到世界各国科学家的广泛重视,采用太阳能制氢已成为发展所趋。本文介绍了两种最有前途的制氢方法:利用太阳能光解水制氢和生物法制氢,总结了其制氢的原理和特点,并对未来的研究趋势做了展望。     

制氢加氢“子母站”建设规划浅析

通过简要介绍制氢加氢合建站规划设计的现实意义和国内外加氢站发展现状,提出制氢加氢“子母站”的概念。本文简要介绍了制氢加氢“子母站”的建设模式,即制氢加氢“子母站”采取分布式供氢模式,“母站”制氢加氢集成为一体,“子站”作为纯加氢站,“母站”与“子站”之间采用长管拖车运输,“母站”为制氢加氢一体站,“母站”总装置内的供氢单元主要考虑采用天然气制氢、甲醇制氢和电解水制氢3种模式。简要分析了天然气制氢、甲醇制氢、电解水制氢技术的优缺点,并从氢气的生产成本、氢气的储运成本、制氢加氢“子母站”中制氢站的建设成本、运营成本等几方面进行了较为详细的成本分析。通过供氢模式的特点和成本分析,提出以水电解制氢、甲醇制氢、天然气制氢装置作为氢源的制氢加氢“子母站”为适宜我国能源结构的新型氢能利用模式。     

吸附强化甲醇水重整制氢工艺条件研究

研究了吸附增强技术对甲醇水重整制氢过程的作用效果。对商业水滑石、Ca基吸附剂、负载型MgO吸附剂3种吸附剂进行了CO2-TPD考察。考察了反应温度、液空速、水醇摩尔比对甲醇水重整制氢的影响。在此基础上,选择Ca基吸附剂,利用响应面法,进行了吸附强化甲醇水重整制氢条件考察。研究结果表明,适宜的工艺条件为反应温度245~247℃,液空速0.30~0.31 h-1,水醇摩尔比3.15~3.19。在此条件下,与无强化的甲醇水重整制氢相比,氢产率为2.528 mol/mol,提高了32.77%,氢含量为92.1451%,提高了26.49%,氢产率相同则反应温度可降低57℃,是一条高效节能减排的制氢路线。     

大连化物所提出太阳能规模化分解水制氢的“氢农场”新策略

<正>近日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室李灿院士、李仁贵研究员等在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展,率先提出并验证了一种全新的基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢的"氢农场"策略,太阳能光催化全分解水制氢效率创国际最高记录。     

太阳能分解水制氢技术研究进展

介绍了传统氢的获取方式;综述了以太阳能为能源分解水制氢技术的研究进展;概述了光伏法、光热法、光电化学法及光热电化学耦合制氢技术的基本原理及技术关键;评述了反应器材料、半导体催化剂材料、光强、反应温度、反应压力等工艺条件对制氢效率的影响。展望了目前太阳能制氢技术的研究前景。     

Ag~+/g-C_3N_4光解水制氢工艺优化研究

光催化制氢是一种很有前景的产氢技术,通过优化光催化产氢工艺来提高产氢效率,具有很重要的现实意义。本研究在合成Ag~+/g-C_3N_4的基础上,以Ag~+/g-C_3N_4为催化剂来光解水制氢,并对其产氢工艺进行了优化。结果发现,当Ag~+离子掺杂量为5%,Ag~+/g-C_3N_4用量为8g/L,Na_2SO_3为牺牲剂,3%H_2PtCl_6为助催化剂的情况下,在反应体系pH值为7,反应25h,催化剂使用3~4次的条件下,光解水制氢反应的产氢量最大能达258.8μmol/g。因此,Ag~+/g-C_3N_4能有效地进行光解水制氢,具有潜在的应用前景。     

专利信息

一种甲烷催化裂解制氢或氢烷的方法一种甲烷催化裂解制氢或氢烷的方法 ,其特征在于 :甲烷在非氧化条件下催化裂解来生产氢或氢烷 ,反应产品气中只含有甲烷和氢 ;反应条件为 :反应温度 4 0 0～ 70 0℃ ,反应压力为 0 .0 5～ 1ＭＰａ ,甲烷空速为 0 .5～ 5 0ｈ- 1;所用催化剂的主活性组分为Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ中的一种或几种。与传统的制氢方法相比 ,本发明所提供的甲烷制氢、氢烷的方法更经济 ,更方便。公开号　ＣＮ135 0 977Ａ　　公开日　 2 0 0 2 .5 .2 9高硅β沸石及其制备方法一种β沸石 ,ＳｉＯ2 /Ａｌ2 Ｏ3为 6 0～ 80 ,红外酸度 ,总酸…     

小分子烃类及含氧有机物蒸汽重整制氢反应热力学

针对12种烃类、醇类、醛类和醚类的蒸汽重整制氢反应,选择体系压力为0.1 MPa,有机物和水按反应生成二氧化碳和氢气的计量比进料,采用化工流程模拟软件Aspen Plus计算了甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇、丙醇、甲醛、乙醛、二甲醚和乙醚在不同温度下发生的蒸汽重整制氢反应过程的反应吉布斯自由能、各物质的平衡摩尔分数以及氢选择性和产率。结果表明:烃类重整需在700℃以上才能获得较高的氢产率,其中甲烷蒸汽重整最有利;醇类中的甲醉相对乙醇和丙醇而言。更适合于进行重整制氢反应,在150℃就能得到很高的氢产率(0.97);醛类中甲醛体系在低温下的氢产率趋近1;醚类中二甲醚体系在180℃时氢产率最高。不同物质的重整平衡体系中,一氧化碳的含量随温度升高而增高。     

制氢技术现状及展望

矿物燃料制氢是主要的制氢方法，其中以天然气蒸汽转化制氢的成本最低。重油部分氧化和煤气化曾经是制氢的重要方法，由于生产成本较高其发展有所减缓。这三种制氢过程制得合成气后还要经过变换完成进一步制氢，最后脱除CO2得到较纯的氢气，过程复杂。随着燃料电池的商业化进程的日益加快，低成本的、不含或少含CO的制氢技术受到广泛关注，其中铁蒸汽法和甲烷催化裂解法制得的氢气不含CO和CO2，过程得到简化。显然，矿物燃料制氢要向大气排放大量的温室气体，对环境不利。水电解制氢是较理想的制氢方法，不产生温室气体，但生产成本较高。因此水电解制氢适合电力资源如水电、风能、地热能、潮汐能以及核能比较丰富的地区。其他制氢技术如热化学制氢、太阳能制氢、生物质制氢以及等离子体制氢也在开发之中，相信是矿物燃料制氢与水电解制氢的有效补充。