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    188宝金博页面版: 含碳能源直接制氢的热力学分析与实验研究

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    内容提示： 第 24 卷第 5 期 2003年 9 月 工程热物理学报 J O U R N A L O F E N G I N E E R I N G T H E R M O P H Y S I C S V o 1． 2 4 ． N o． 5 S ep ． ，20 0 3 含碳能源直接制氢 的热力学分析与实验研究 闫跃龙 肖云汉 田文栋 王 峰 ( 中国科学 院工程热物理研究所， 北京 100080) 摘系统，并进行 了不 同参数下的实验研 究。热力学分析表明本文构 建的系统不仅存在合适的反应条件，而且在此反应条件下 可以实现体 系的热平衡。实验结 果表 明了该 系统 的可行性，实现 了气态产 物中氢含量大于 80％ ，二氧化碳及一氧化碳 含 量均 小于 O． 1％ ，达到 了直接制氢和近...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：15 | 上传日期：2021-04-03 16:58:01 | 文档星级：
    第 24 卷第 5 期 2003年 9 月 工程热物理学报 J O U R N A L O F E N G I N E E R I N G T H E R M O P H Y S I C S V o 1． 2 4 ． N o． 5 S ep ． ，20 0 3 含碳能源直接制氢 的热力学分析与实验研究 闫跃龙 肖云汉 田文栋 王 峰 ( 中国科学 院工程热物理研究所， 北京 100080) 摘系统，并进行 了不 同参数下的实验研 究。热力学分析表明本文构 建的系统不仅存在合适的反应条件，而且在此反应条件下 可以实现体 系的热平衡。实验结 果表 明了该 系统 的可行性，实现 了气态产 物中氢含量大于 80％ ，二氧化碳及一氧化碳 含 量均 小于 O． 1％ ，达到 了直接制氢和近零排放 的目标。 要 本文在对构建的含碳能源直接 制氢体 系进行 热力学 分析 的基础上，建造了含碳能源 直接制氢近零排放定容实验 关键词中图分类号：T K 16 含碳能源；直接 制氢； C O2 吸收；近零排放 文献标识码：A 文章编号：0253— 231X (2003)05-0744- 03 T H E R M o D Y N A M I C A N A L Y S I S A N D E X P E R I M E N T A L R ． E S E A R C H o N D I R E C T H Y D R o G E N P R o D U C T I o N F R o M C A R B o N A C E o U S E N E R G Y Y A N Y u e- L on g X I A O Y u n - H an T I A N W en - D on g W A N G F en g ( T he Institute of E ngineering T hermophysics of Chinese A cademy of Sciences，B eij ing 100080， C hina) A b st r a c t On th e b as e of th erm o dy n am ic a na ly sis of th e sy stem of d ir ec t hy d rogen pro d u ct ion fro m c ar b on ac eou s energy , th is p ap er b u ild up a co n stan t volum e ex p erim enta l a pp a ratu s ，an d c arried o u t ex p erim ent a l s t ud ies w it h d if f er en t p a r am et ers．T h e t herm od y n am ic a naly s is sh ow ed t ha t n ot on ly t he p rop er reac t ion c on d it ion s ex ist b u t also t h e t h er mal equ ilibr iu m c an b e realiz ed ．T lle ex p er im ent al resu lts sh owe d th at th e sy stem is fea s ib le，a n d t he d irec t h yd rog en from co al an d n ea r ly z er o em ission a r e reali zed ； the hydrogen is more tha n 80％ a n d C O and C O 2 are bot h less tha n 0． 1％． K e y w o r d s ca rb on ac eo u s en erg y；d ir ec t hy d rogen pro d u c tio n ；C O 2 ab sor p tion ；n ea rly zero em ission 1J_ — L日 U — jl — 舌 在我 国的能源消 费构 成 中，煤等含碳 能源 占据 主导地位 ， 但高效洁净利用难度大，其利用带 来严重 的区域环境污染 (粉 尘、S0 2 和 NO。 ) 和越来越关注 的全球气候变暖 (C O2排放导致 的温 室效应加剧) 。 目前含碳能源利用过程 中的温室气体 C O2 的排放对 全球 环境带 来的影 响受 到了越 来越 多的关注，京都 议定书对含碳能源的利用产生重大影响。 氢是最清 洁 的能源，在 未来有望成 为主要 的终 端能源之 一。但 氢是二次 能源 ，需要从 一 次能源 中 制取。化石燃料 气化制氢 和电解水制氢 技术 已经成 熟， 但 能量转换效率较低 (50％左右) ， 所得氢也主要 用作化 工原 料。要实现 以氢能为主 要终 端能源之 一 的 目标，需要 在大规模 高效制氢 技术上进行 突破。 国外在该领域 进行 了一些 研究，但总体上仍 处于起 步 阶段 【 1 3J 中科院工程热物理所提出了 “直接制氢、 矿石 固 化二氧化碳 ” 的研 究思路 【 ， 引，构造 分析 了煤制氢 零排放 系统，并进 行 了初步 系统分析，通过系统模 拟 和优化综合，主反应器 中部分碳 转化 为氢 的系统 冷煤气 效率可达 90％ ，值得对这一 思路 开展更深入 的研究 2 含碳能源直接制氢系统简述 含碳 能源直接制氢 系统通过使用 二氧化碳吸 收 剂，控制最佳反应 条件，将水煤 气反应 (1) 和变换反 应 (2) 综合 到一个反应器 中进行，同时将制氢 过程 中产 生的 CO2 通 过吸收反应 (3) 进行 固化，反应器 中发 生的总反应 为反应 (4) ： C+ H20 = CO+ H2 (1) C O+ H20 = C O2 + H2 (2) 收稿 日期：2002-12-29； 修订 日期：2003- 07— 09 基 金项 目： 国家重点基础研 究发展规划项 目 (No． G1999022301) 作者简 介： 阎跃龙 (1977_ )， 男，河 北平山人，研究实习员，硕士，主要从事能源利用与环境 的研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com

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