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。     

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。     

二维材料调控阻氢涂层研究进展

在涉氢应用领域,氢及其同位素的渗透导致结构材料氢损伤、能源浪费及核污染等诸多问题,在结构材料表面覆盖阻氢涂层是解决氢渗透问题的重要技术手段。总结了传统阻氢涂层的特性及其阻氢效果,并阐明了传统阻氢涂层仍然存在的效率低及寿命短等问题。最新研究表明,石墨烯等二维材料薄膜具有很强的阻挡特性,多层堆垛结构效果尤其明显,可作为优异的阻氢材料,而传统阻氢涂层兼具有一定的吸附储氢性能。通过对氢渗透机理的分析提出引入二维材料作为阻氢层,并结合传统阻氢涂层的储氢特性构建新型阻氢结构模型,阐述了阻氢层的制备应用现状及储氢层的储氢机理,同时探讨了针对不同应用背景下新型阻氢结构的不同形式与应用效果,最后展望了新型阻氢结构涂层在不同应用领域下的应用前景。     

有机氢供体重整制氢在纤维素降解制生物基化学品中的研究进展

以有机氢供体为氢源代替高纯H_2用于纤维素降解制生物基化学品是当前纤维素氢解的一种具有很好应用前景的新方法。综述了3种低碳醇甲醇、乙醇、异丙醇和小分子富氢酸这几类氢供体应用于纤维素氢解制备化学品及其机理的研究进展,对比了以醇类作为有机氢供体的绿色氢解和常规氢解(以高纯氢为氢源)的优缺点,并对有机氢供体重整在纤维素氢解制备生物基化学品的应用前景进行展望。     

有机氢供体重整制氢在纤维素降解制生物基化学品中的研究进展

以有机氢供体为氢源代替高纯H_2用于纤维素降解制生物基化学品是当前纤维素氢解的一种具有很好应用前景的新方法。综述了3种低碳醇甲醇、乙醇、异丙醇和小分子富氢酸这几类氢供体应用于纤维素氢解制备化学品及其机理的研究进展,对比了以醇类作为有机氢供体的绿色氢解和常规氢解(以高纯氢为氢源)的优缺点,并对有机氢供体重整在纤维素氢解制备生物基化学品的应用前景进行展望。     

金属氢化物法分离提纯氢气技术研究进展

随着氢能应用的快速发展,对高纯氢的需求量越来越多。金属氢化物法分离提纯氢可以工业副产氢等氢含量不高的尾气为原料,具有来源丰富、价格低廉、氢回收率高、氢纯度高等优点,故本文针对基于变温吸附法的金属氢化物分离提纯氢研究进展进行了综述,为高效氢回收提纯的发展提供参考。     

16Mn钢的氢渗透(Ⅱ)——表观氢扩散系数积分微分算法的验证及氢渗透对氢脆敏感性的影响

用电化学方法研究16Mn钢的氢渗透行为。结果表明,表观氢扩散系数的积分微分算法简便易行,适用范围广;塑性变形既能捕获氢,又可将捕获的氢释放,但使表观氢扩散系数减小;正火加回火态16Mn钢的抗氢脆性能的改善与其氢扩散活化能的降低,表观氢扩散系数的增大相对应。     

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。     

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。     

运用多氢源匹配法设计氢分配网络

石油炼化企业中氢网络的优化对提高氢资源的利用率意义重大,以降低氢消耗和简化集成方法为目标提出了一种氢回用网络的设计新方法。在向一个氢阱分配氢源时,优先分配内部氢源,并将浓度刚好高于和刚好低于该氢阱入口浓度的氢源进行匹配利用,从而最大限度地降低外部氢源消耗。对文献中几个实例的研究表明,本文方法得到的结果可与文献方法得到的目标值相媲美,而设计步骤简单计算量小,可用手算即能完成,说明本文提出的方法是可行的。另外,本文方法不仅可以得出氢消耗目标值,还可以同时得出氢网络设计。     

钢铁行业氢冶金技术的发展初探

钢铁行业氢冶金是采用氢部分或完全取代碳作为铁矿石的还原剂,实现铁矿石脱氧过程的技术.它不固定存在于某一特定工艺过程中,直接还原铁工艺是氢冶金关键流程之一.从直接还原铁工艺介绍出发,结合国内外钢铁行业氢冶金项目,对氢冶金方式和氢源等相关问题进行了探讨,最后对钢铁行业推广氢冶金技术进行了展望.     

淮南矿区煤炭低位发热量计算过程中氢含量估算方法

在无法获得实测氢值的情况下,结合淮南矿区煤质特点提出了一种氢含量估算方法用于计算商品煤低位发热量。通过实测氢值验证估算氢值的准确性,验证结果表明,估算氢值可代替实测氢值用于矿区商品煤低位发热量的内部评价。     

考虑多对耦合源阱的氢网络优化方法及其应用

在氢网络中,氢源氢阱通常连接于同一个耗氢反应器,为耦合源阱;反应器操作参数的改变影响该耦合源阱参数。在同一个氢网络中可能存在多对耦合源阱,考虑多对耦合源阱的氢网络优化能够进一步为炼厂降低氢耗,提高经济效益。通过分析氢网络的公用工程与多对耦合源阱的关系,推导确定了公用工程迁量与反应器耗氢以及耦合源阱之间的方程。据此建立了耗氢反应器参数和氢网络图像集成优化方法。案例研究表明,该方法简单、容易理解,能够直观给出公用工程迁量与反应器进口温度之间的关系。     

固定化亚心形扁藻光解水产氢研究

对固定化亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)在CCCP(羰基氰化物间氯苯腙)胁迫条件下两段法光解水产氢进行了研究,比较5种不同金属离子海藻酸盐固定化扁藻产氢,其中海藻酸钙固定化能够很好地的保持扁藻产氢活性。海藻酸钙固定化扁藻产氢条件优化表明:固定化细胞适宜暗诱导时间为24 h;产氢适宜粒径为1mm;细胞密度在很宽负载量范围内表现为很好的产氢活性。固定化细胞产氢最佳pH值向酸性方向移动0.5～1个单位,适宜pH值范围变宽;最佳产氢光强为4000 lx,最佳温度为25℃。优化条件下固定化细胞能够更高效稳定产氢。产氢后固定化细胞重培养产氢实验表明:产氢后重培养的细胞可恢复生长并有相近的产氢活性,实现了产氢扁藻的再利用。     

掺氢天然气管道输送研究进展和挑战

风电、光电的波动性是其发展的重要制约因素之一。国际上普遍认为,可再生能源制氢结合在役天然气管网掺氢输送的技术是解决大规模风光电消纳问题的有效途径之一。本文介绍了掺氢天然气管道输送应用示范项目,综述了管材氢相容性、设备掺氢适应性、管道运行安全保障以及标准体系建设4个方面的研究进展,并指出了目前发展掺氢天然气管道输送面临的问题与挑战。结合我国掺氢天然气管道输送发展现状,本文建议统筹规划掺氢天然气管道输送网络,因地制宜有序推进掺氢天然气基础设施建设,加强管材氢相容性、管网设备和部件掺氢适应性以及管道运行安全保障技术研究,逐步开展掺氢天然气输送技术应用示范,加快制定掺氢天然气管道输送规范标准,促进氢能产业发展。     

日本焦炉煤气制氢技术

焦炉煤气因能提供燃料电池汽车所用的氢而受到关注,充分运用钢铁厂副产氢的非现场集中制氢方式可有效降低制氢成本.新日铁公司在参与日本"氢/燃料电池开发"、"钢铁厂副产煤气制氢技术"等研发项目中,积累了包括制氢、输氢、充氢在内的供氢技术.以下是日本焦炉煤气制氢技术的现状及将来大规模供氢所面临的问题与应对措施.     

加氢母站工艺介绍及运行期间存在问题解决方案

目前,国内氢气制备的主要途径为化石燃料制氢、电解水制氢及工业副产氢,因工业副产氢资源广泛且价格较低,是生产燃料电池用氢、高纯氢气、超纯氢气等工业用氢的主要途径。本文介绍了天津新氢能源发展有限公司以临港园区内丙烷脱氢尾气为制氢原料,采用较为先进的快周期变压吸附（rPSA）技术生产车用燃料电池氢、高纯氢、超纯氢及电子工业用氢的应用情况。通过介绍天津新氢能源加氢母站工艺流程,分析氢气生产、压缩及充装操作过程中潜在的风险,并提出相应的解决方案。     

二维材料调控阻氢涂层研究进展

在涉氢应用领域,氢及其同位素的渗透导致结构材料氢损伤、能源浪费及核污染等诸多问题,在结构材料表面覆盖阻氢涂层是解决氢渗透问题的重要技术手段。总结了传统阻氢涂层的特性及其阻氢效果,并阐明了传统阻氢涂层仍然存在的效率低及寿命短等问题。最新研究表明,石墨烯等二维材料薄膜具有很强的阻挡特性,多层堆垛结构效果尤其明显,可作为优异的阻氢材料,而传统阻氢涂层兼具有一定的吸附储氢性能。通过对氢渗透机理的分析提出引入二维材料作为阻氢层,并结合传统阻氢涂层的储氢特性构建新型阻氢结构模型,阐述了阻氢层的制备应用现状及储氢层的储氢机理,同时探讨了针对不同应用背景下新型阻氢结构的不同形式与应用效果,最后展望了新型阻氢结构涂层在不同应用领域下的应用前景。     

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。     

氢焰色谱信号锐减故障的排除

氢焰气相色谱仪一般用于分析微量物质,对氢焰检测器的灵敏度要求极高。影响氢焰检测器的灵敏度的因素很多,我们对由氢焰信号锐减带来的各种因素采取一些方法予以排除,最终找到氢焰信号锐减带来氢焰检测器的灵敏度下降的原因,减少了一次仪器外出修理的费用。