太阳能裂解水制氢

在新能源领域中，氢能已普遍被认为是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源，这是因为氢燃烧，水是它的唯一产物。氢是自然界中最丰富的元素，它广泛地存在于水、矿物燃料和各类碳水化合物之中。     

生物质快速裂解油蒸汽催化重整制氢研究进展

介绍了生物质快速裂解油制氢的研究发展过程并对其工艺过程、重整机理及催化剂研究进行了总结性的阐述,并进一步阐明目前该制氢方法存在的技术难点、研究重点以及未来发展方向.     

硫化氢高温裂解制氢的动力学研究

为了探究硫化氢高温裂解制取氢气机理,对其建立动力学模型,并将动力学模拟结果和试验数据以及热力学计算结果进行了比较,所建立的动力学模型能够较好地模拟硫化氢的高温裂解制氢过程,与试验数据以及热力学计算结果比较吻合。结果表明,随着裂解温度的提高,硫化氢的转化率和氢气的生成率显著提高,在1250℃时,分别可达56．8％和10．6％。当温度较低于1050℃时,随着停留时间的变长,硫化氢的转化率和氢气的生成率显著提高;当温度高于1050℃时,停留时间超过0．2s后,其对硫化氢的转化率和氢气的生成率影响很小。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化裂解生物质制氢研究

在自行研制的生物质连续热解反应装置上进行了稻壳连续热解和二次催化裂解制氢试验研究,所用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂采用浸渍法制备。考察了Fe/Al催化剂焙烧温度及二次催化裂解温度对裂解气中H_2含量和裂解液体组分的影响。试验结果表明:Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对H_2有较大的选择性,当Fe/Al=0.7、催化剂焙烧温度为550℃、二次裂解温度为700℃时,H_2产率达到34.8%;稻壳直接二次裂解液体产物中主要为醋酸,含量达49.44%,催化裂解后主要为丙酮,含量达到50.56%。     

硫化氢高湿裂解制氢的动力学研究

为了探究硫化氢高温裂解制取氢气机理,对其建立动力学模型,并将动力学模拟结果和试验数据以及热力学计算结果进行了比较,所建立的动力学模型能够较好地模拟硫化氢的高温裂解制氢过程,与试验数据以及热力学计算结果比较吻合.结果表明,随着裂解温度的提高,硫化氢的转化率和氢气的生成率显著提高,在1 250℃时,分别可达56.8%和10.6%.当温度较低于1 050℃时,随着停留时间的变长,硫化氢的转化率和氢气的生成率显著提高;当温度高于1 050℃时,停留时间超过O.2s后,其对硫化氢的转化率和氢气的生成率影响很小.     

生物质快速裂解油水蒸汽催化重整制氢的研究

对生物质快速裂解油在700～900℃温度范围内分别进行了高温裂解(空白实验1)、水蒸汽重整(空白实验2)和水蒸汽催化重整.实验结果表明:温度是影响各组实验结果的关键因素.较高温度下(>800℃)水蒸汽的存在更好地促进了生物质油裂解中间产物的水气变换反应.在有足量水蒸汽存在的情况下,镍基催化剂的存在可以在较低温度下得到较高的氢摩尔分率、目的产品气纯度、氢产率和气相产品碳元素选择性,温度高于850℃时,镍基催化剂只对气相产品中的一氧化碳和甲烷的水气变换反应有促进作用,气相产品碳元素总体选择性此时只受温度的影响.     

生物质二次裂解制取氢气的研究

采用生物质热解及二次裂解的方法制取富氢气体.通过对生物质热解产生的气液体成份进行二次裂解,实现热解组分中焦油等含氢化合物的深度转化,提高产品气体中氢气的含量,同时解决了热解产品气中焦油不易去除的难题,得到洁净的富氢气体.实验选用稻壳为原料,分析了热解温度和物料滞留时间等因素对热解气体成份的影响,比较了热解气体和二次裂解气体成份的变化,同时分析了水蒸汽、催化剂等因素对裂解气体成份的影响.实验结果表明,热解温度和物料滞留时间的增加提高了热解气体中氢气的含量,二次裂解、水蒸汽和催化剂的引入都能在一定程度上提高产品气中H2的含量.实验最终表明,氢气体积含量可达到60%以上.     

生物质快速裂解液体产物制氢研究

为了充分利用生物质能,将生物质快速裂解过程生成的水相与油相产物在流化床中,在白云石为载体的Ni基催化剂上,进行共催化重整制取氢气。考察了催化剂、水碳比、温度和反应时间等对水相油相共催化重整的影响。结果表明:水相油相共催化重整确实可行,而且当水相水含量较高时,水相油相共催化重整有助于提高生物质能的利用率和节约资源。     

天然气发动机掺氢燃烧的探讨

本文根据氢气、天然气和天然气掺氢燃烧的一些特性，结合世界各国对天然气掺氢在燃烧发动机上应用的研究的状况。探讨了天然气发动机掺氢燃烧应用的前途和可行性的方式。     

天然气和氢气吸附储存吸附热研究现状

吸附热效应是天然气—氢气吸附储存投入工程应用的又一大障碍，吸脱附过程当中的放热、吸热现象极大地降低了吸附系统的动态储存量。在常温快速充气时，床层有较大的温升；在常温快速脱附时，床层中心的温度大幅度下降，极大的增加了甲烷残存量。该文综述了前人针对吸附热问题在实验上的研究，总结了前人提出的各种吸附热问题的解决方案，并对新的研究方向进行了探索。     

天然气制氢尾气碳减排工艺设计与优化

开发多种类分离膜与压缩冷凝耦合的梯度回收工艺,实现H₂和CO₂等组分高价值利用。考察压力、产品浓度和不同氢膜单元对工艺的影响。通过Aspen HYSYS对10000 Nm³/h处理量的工艺优化模拟得出：采用单级氢膜单元和一级二段氢膜单元,尾气进膜压力2700 kPa和H₂产品浓度60%时,工艺经济性最佳,分别实现H₂回收率81%和90%、CO₂回收率58%和60%、燃气热值16.7 MJ/Nm³和18.2 MJ/Nm³、投资回收期26.1 个月和24.4 个月。采用二级氢膜单元投资最少,最佳投资回收期16.5 个月时,氢气产品纯度为52%,低于制氢吸附装置设计要求。     

低压吸附贮存氢气作汽车燃料的研究与开发

对低压吸附贮氢用作汽车燃料的研究和开发工作进行了综述，并对该技术的工业化问题进行了讨论。     

碳质吸附剂吸附储氢的研究现状

论述了活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管吸附储氢的研究历程，从实验、理论研究两个方面总结了前人的研究成果：活性炭在低温下有好的吸附储氢特性，但在室温条件下的结果却不令人满意；碳纳米管和碳纳米纤维的实验结果令人振奋，但众多的实验结果并不一致；碳纳米材料的制备技术和净化技术还仅处在实验规模的阶段；蒙特卡罗、密度泛函等方法是常用的计算机模拟技术，但目前它们只是考虑了理想的物理模型，没有考虑碳纳米管表面的一些不规则现象；碳质吸附剂吸附储氢从理论到应用还有一段距离。     

管道输运高压氢气与天然气的泄漏扩散数值模拟

基于有限体积法,建立了管道运输高压氢气及天然气的泄漏扩散模型,考虑到氢气与天然气的管道泄漏事故危险性不同,进行了数值模拟与对比,得出了管道泄漏后氢气与天然气的不同泄漏扩散特性.结果表明:高压氢气的泄漏扩散形成的危险云团较大而且集中;氢气初始的泄漏速度比天然气大得多,与周围环境达到压力平衡所需时间较天然气短;随着扩散时间的增加,氢气危险气体云团扩散最大高度较天然气增加得快;在近地面区氢气泄漏扩散产生的危险后果较天然气小.     

超高比表面积活性炭结构与天然气脱附量的关系

以石油焦为原料、KOH为活化剂,在不同的活化条件下制得系列超高比表面积活性炭(SBET>2500m2.g-1)样品。将实验制得的不同比表面积和孔分布的超高比表面积活性炭作为天然气吸附剂,测定了不同孔径范围孔所占的表面积与天然气脱附量的关系,讨论了孔分布对天然气脱附量的影响;用数学方法求得了活性炭吸附剂孔表面上单位表面积天然气的脱附量,并利用线性回归求出了天然气脱附量(V)与中孔表面积的关系。经相关性分析表明,天然气的脱附量与活性炭吸附剂中孔所具有的比表面积(Smid)具有显著的相关性,说明在活性炭吸附剂上天然气脱附量主要取决于中孔表面对天然气分子的吸附;求得中孔表面上单位表面积天然气脱附量达0.350mL.m-2,是微孔单位表面积上天然气脱附量的2倍以上;在各吸附温度、吸附压力下,天然气脱附量随活性炭吸附剂中孔表面积呈线性增加,满足线性方程:V=k.Smid b。     

碳中和愿景下绿色制氢技术发展趋势及应用前景分析

围绕目前主流的绿色制氢技术,综述国内外“绿氢”技术的最新研究进展,重点阐述电解水制氢技术（碱性电解水法、质子交换膜电解水法、固体氧化物电解水法）、太阳能分解水制氢技术（光催化法、光热分解法、光电化学法）以及生物质制氢技术（热化学转化法、微生物法）的产氢原理、技术难点和改进方法等,讨论比较各类“绿氢”技术的优缺点,分析未来绿色制氢技术的应用前景和发展方向。     

碳纳米纤维吸附储氢性能评价

利用N2(T=77K)、H2(T=298K)在三种碳纳米纤维材料中的吸附等温线，对这三种材料的吸附储氢性能进行了评价。以N2在77K下的吸附等温线为基础，分别用BET方法和BJH方法计算了这三种材料的比表面积和孔径分布，讨论了比表面积、孔径分布和吸附性能之间的关系。计算和实验结果表明：这三种材料均只含有少量的微孔，吸附性能较差。在三种后处理方法中，以水蒸气氧化法的效果最好，所得材料比表面积最大，微孔容积所占比例也最大，相应的吸附性能也最好。     

硫化氢光催化分解制氢

重点阐述了在半导体催化剂作用下,光催化分解硫化氢制氢工艺的催化机理、催化剂的设计与制备方法以及光催化分解硫化氢制氢的工艺过程.     

纤维素废弃物稀酸水解残渣制氢研究

对纤维素废弃物水解残渣催化气化制氢进行了研究,考察了气化温度、催化温度、催化剂颗粒粒径和S/B (单位时间内进入气化器中水蒸汽质量与生物质质量之比)4个主要参数对气体组成和氢气产率的影响并和以木屑为原料催化气化制氢进行了比较。在试验范围内提高气化温度、催化温度和S/B的值以及减小催化剂颗粒粒径对提高氢产率有利,其中气化温度和S/B对提高氢产率影响较大。气化温度在800～850℃内较为理想,催化剂颗粒的适宜粒径为2～3mm,S/B取1.5～2.0较佳;和木屑制氢相比,使用水解残渣制取的气体中CO和CO_2的体积百分比小,H_2/CO的值大,氢气含量高,有利于后续处理,且氢产率大,对制氢有利。