石油天然气利用的新途径——燃料电池

燃料电池是继火电、水电、核电之后的第四种连续发电方式,其发电效率可达40％。-60％,热电联供时综合效率可达80％以上,对环境无污染,商业化前景广阔。本文概述了磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池的主要特点及其发展概况,提出了与石油天然气行业相关的问题,建议加强燃料电池的研究。     

燃料电池的研究进展及应用前景

燃料电池的特点决定了它具有广阔的应用前景.目前燃料电池的研究与开发集中在4个方面:即电解质膜、电极、燃料、系统结构.固体氧化物燃料电池在应用上虽然还存在一些问题(如电极材料、制造成本、操作温度过高等),但这并未影响其开发研究以及商业化,固体氧化物燃料电池是当今世界能源电池发展的主方向.     

��ʽ����������ȼ�ϵ��ϵͳ��ѧģ��

现代化的高效联合循环中，最大的不可逆损失是由于燃烧引起的。即使燃气轮机采取很高的温度，仍有将近30%的火用因为燃烧而被浪费掉了。而在燃料电池中，燃料的化学能量直接转化为电能，不受卡诺循环效率的限制。电化学反应过程中的火用损失要比常规的燃烧过程小得多。高效循环减少了二氧化碳排放而达到环境保护的目的，另外NO_x的排放量也比常规电厂大大减少。通过对已有管式固体氧化物燃料电池建模思路的考察，确立了零维模型结合ASPEN PLUSTM流程模拟的建模方法。模型采用天然气作为燃料输入，其验证的结果表明：该模型可以比较准确地预测不同工作条件下(独立的管式固体氧化物燃料电池发电系统或是构成混合循环)的管式固体氧化物燃料电池系统的性能。     

天然气直接固体氧化物燃料电池研究进展

天然气直接固体氧化物燃料电池（SOFC）是以未经转化的天然气为燃料，将天然气的化学能直接转化为电能的电化学装置。这种技术的开发和应用对于提高能源利用效率，保护生态环境，满足电力需求有着重大的意义。文章介绍了固体氧化物燃料电池的基本概念、工作原理和优缺点，阐述了SOFC在国内外的开发现状；同时综述了天然气直接SOFC的氧化机理及其阳极材料的研究进展，展望了天然气直接SOFC在我国的发展前景。     

技术动态

日本栗田工业公司在全球首次开发出固体甲醇石油化学新报(日),2005,(4 000):7日本栗田工业公司在全球首次开发出可用于甲醇型燃料电池(DMFC)的固体甲醇燃料。由于固体甲醇安全性高,可广泛应用于燃料电池的生产。DMFC是以甲醇为原料进行发电的,由于甲醇在常温常压下是一种可燃性的液体,通常在使用时受到严格限制。通过采用把客体化合物混入到主体化合物的包合化合技术使甲醇转变成固体,这种固体甲醇与水接触就会释放出甲醇气体。该公司将与电池生产商共同进行DMFC实用化的研究,早日实现工业化。BP公司将在中国建全球最大的精对苯二甲酸…     

燃料电池技术研究进展及产业化

发展燃料电池，利用煤、石油及植物转换制备氢气或甲醇来发电，对于改善环境，实施能源可持续发展，具有重要意义。介绍燃料电池的工作原理，关注燃料电池技术的研究现状，并展望燃料电池的产业化前景。优先发展微型燃料电池、选择合适的燃料、降低生产成本是在燃料电池产业化道路上需要急待解决的问题。     

六角晶系固体内传播的平面波的极化的研究Ⅱ:计算和分析

文章依据国外测量出的一些六角晶系固体(沉积岩和六角晶体)的物理参数和各向异性参数以及推导出的平面波的极化系数表达式,对在弹性六角晶系固体内传播的平面波的极化行为进行了计算,并对该计算结果进行分类和讨论,研究和分析了各向异性对在六角晶系固体中任意方向上传播的平面波的极化行为的影响,给出了观察到的一些新的物理现象.     

考虑自调节效应的煤层气动态渗透率模型

在煤层气开采过程中，煤层的自调节效应将导致煤层渗透率发生显著变化。根据固体表面能与固体变形理论，建立了考虑自调节效应的煤层动态渗透率数学模型。结合Ji-Quan Shi模型，消除了煤体积收缩系数和弹性模量取值对计算结果准确性的影响，使计算结果更接近煤层的真实情况。实例计算结果表明；文中所建模型比Ji—Quan Shi模型的计算误差小，更接近煤层实际；煤层自调节效应引起的煤层渗透率变化量，随煤层压力的降低呈指数递增；随着泊松比的增大，煤层渗透率的增量减小;煤层气中Langmuir体积大的气体浓度越大，气体组分对煤层渗透率的变化影响越大。     

CO2和H2O共电解可生产液体燃料

美国哥伦比亚大学Lenfest可持续能源研究中心的研究人员与RisФ国家可持续能源实验室合作,于2010年7月24日宣布,正在研究采用固体氧化物电解电池（SOECs）使CO2和H2O进行高温共电解,以便产生合成气,供转化生产液态烃类燃料。根据闭环燃料循环过程,CO2可被循环为烃类燃料,该过程基于捕集来自大气中的CO2,在固体氧化物电解电池中采用CO2和H2O的高温共电解,产生合成气（CO／H2混合物）,并从合成气催化生成合成燃料。     

固体氧化物燃料电池研究进展

固体氧化物燃料电池 (SOFC)是近几年发展起来的新型绿色能源技术 ,以其无腐蚀 ,能量转化效率高 ,环境友好 ,燃料适应性强和寿命长等优点 ,引起许多国家的重视。本文较详细地介绍了SOFC的基本概念、工作原理和固体电解质材料、电极材料的研制 ,并综述了SOFC国内外开发现状 ,展望了SOFC的发展前景     

Hydrogen production by electrochemical reforming of ethanol

The theoretical analysis of processes occurring in the solid oxide electrochemical reformer based on the oxide conductor with mixed ion-electron conductivity has been carried out. Three versions of the preliminary conversion of the initial fuel (ethanol), namely, partial oxidation, steam reforming, and recycling by the anode effluent gas mixture have been considered. The last version is shown to feature the highest fuel conversion efficiency and hydrogen yield.     

Production of Pure Hydrogen from Diesel Fuel by Steam Pre-Reforming and Subsequent Conversion in a Membrane Reactor

The results of experimental study and mathematical modeling of a fuel processor for the production of pure hydrogen from diesel fuel with a productivity of 600–700 g (H₂)/h, consisting of an adiabatic reactor for diesel fuel pre-reforming followed by steam conversion of pre-reforming products in a catalytic Pd–Ag membrane reactor for hydrogen extraction are presented. The membrane reactor consists of 32 membrane modules arranged in 8 sections of 4 modules each. A mathematical model has been developed and two schemes of layout of the modules in the membrane reactor have been simulated. One scheme involves the cross-flow distribution of flue gas and fuel gas reformate to individual modules and leads to overheating of the input modules and cooling of the output modules. The other scheme with the cocurrent distribution of streams, along both the reactant path and the flue gas path, is preferable from the viewpoint of the temperature uniformity of different modules within a section. On the basis of the data obtained, an estimated calculation of the parameters of a power generation unit with a battery of low-temperature fuel cells has been made. For the example considered, the thermal efficiency of the fuel processor is 87%. With an efficiency of the fuel cell battery of 42%, the electrical efficiency of the fuel cell power unit will be 36%.     

��Ȼ�����öԻ���Ӱ����������ڷ���

将清洁燃料(天然气)的利用与环境结合起来进行研究，是当今世界的前沿科学技术。为了具体说明从天然气开采到使用整个过程中对环境产生的影响，采用生命周期分析的方法对天然气开采、运输、使用等三个阶段中所造成的废弃物排放进行了分析和计算，对整个过程中投入和产出的能量进行了计算，并对天然气合成氨、作为民用燃气、发电、热电联产等天然气利用方法进行了比较。结果表明：与煤、石油等传统能源相比，天然气在各个方面对环境的影响是最小的，是一种理想的清洁能源。     

侧壁烧嘴负荷特性的实验研究

通过对（无焰）侧壁烧嘴负荷特性的实验研究,探讨了不同孔径的燃气喷嘴、不同开孔面积的烧嘴头对烧嘴燃气流量、一次风率随燃气压力变化规律的影响,进而分析了烧嘴的主要结构参数及操作参数对其操作性能的影响。     

6135G双燃料发动机性能试验

通过对6135G双燃料发动机使用液化气运转和使用柴油运转的特性测试和对比分析,找出了对气体燃料运转动力性能有较大影响的混合气浓度的变化规律,以及点火油量、点火柴油喷注时间等。根据对比分析得出了一些对一般的自然进气柴油机改装都适用的结论。     

氢燃料电池用氢气中14种痕量杂质分析技术综述

氢燃料电池用氢气纯度、所含杂质的种类及含量对氢燃料电池的放电性能和寿命具有重要影响。详细阐述氢燃料电池用氢气中总硫、氨、总卤化物、甲醛、甲酸、一氧化碳、二氧化碳、总烃、氧、氮、氦、氩、水、颗粒物14种痕量杂质对燃料电池性能影响,以及离线和在线分析技术的现状、研究进展,配备硫化学发光等检测器的气相色谱技术和傅里叶变换红外光谱技术在多项杂质检测方面的应用,最后对分析技术的发展进行了展望。     

Ԥ������������ϵ����������ѧģ��

根据实验研究结果,提出了一个预测凝析油气体系蜡沉积的热力学模型。该模型把蜡沉积视为多固相过程,沉积出的蜡由几个固相组成,每一个固相都由一个拟组分表示,固相之间彼此互不混合。根据这一认识,文章提出了气液多固相物料平衡方程,用考虑固相沉积的多相闪蒸数值算法,模型能对析蜡量进行量化模拟计算。模型中气液相参数通过状态方程计算获得。通过对凝析油蜡沉积的计算表明,用该模型计算的蜡的沉积量和析蜡温度与实验结果非常吻合。