滑动弧等离子体催化甲烷水蒸汽重整制氢研究

发布时间：2024-05-19 13:18

　　氢能是清洁高效能源。为降低对化石能源依赖性,发展氢能经济势在必行。自德国出台2030年前停售燃油汽车的政策后,我国工信部也正在考虑制定此项政策的时间表。燃料电池车已进入早期市场,然仍受限于氢架构网络。氢气主要来源于化石能源,即水蒸汽或部分氧化重整甲烷和煤气化法制氢(简称传统供氢)。传统供氢是大规模集中式供氢,从社会和经济角度出发,必须足够重视涉氢(制备、储存、运输、使用)安全性问题。为构建氢架构网络,分散式加氢站在全球范围内如火如荼地建设和使用中。传统(热)催化甲烷水蒸汽重整制氢,由于受启停速度慢和比产率低(反应器体积大)限制,多适用于大规模连续化工业生产。滑动弧暖等离子体重整技术具有启停迅速、能量效率高且结构紧凑等特点。将滑动弧等离子体与催化剂联用,兼具两种工艺优点,应用于甲烷水蒸汽重整反应,为分布式制氢技术提供一条有效的途径。本论文拟针对上述传统供氢涉氢安全问题与加氢站实际需要重要问题,前瞻性提出以下分布式供氢的解决方案。本论文对滑动弧暖等离子体催化甲烷水蒸汽重整制氢进行研究,以期分布式供氢用。对甲烷水蒸汽重整反应进行热力学平衡计算;对(单独)滑动弧等离子体甲烷水蒸汽重整反应,以及...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 氢能
        1.1.1 氢能的优势及其应用前景
        1.1.2 氢气的生产和分配
    1.2 催化甲烷水蒸汽重整制氢
    1.3 等离子体甲烷水蒸汽重整
    1.4 等离子体催化甲烷水蒸汽重整制氢
    1.5 研究意义与思路
2 实验部分
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂制备与表征
        2.2.1 催化剂制备
        2.2.2 催化剂表征方法
    2.3 实验装置
        2.3.1 反应器设计
        2.3.2 实验流程
    2.4 气体定量方法
    2.5 热力学计算
3 甲烷水蒸汽重整制氢体系的热力学平衡计算
    3.1 甲烷水蒸汽重整反应
        3.1.1 反应温度的影响
        3.1.2 进料比S/C的影响
    3.2 水汽变换反应
    3.3 反应体系理论能耗
        3.3.1 甲烷水蒸汽重整反应理论能耗
        3.3.2 反应体系的理论总能耗
    3.4 附录:热力学平衡计算与过程设计
    3.5 小结
4 滑动弧暖等离子体催化甲烷水蒸汽重整制氢
    4.1 滑动弧等离子体甲烷水蒸汽重整
        4.1.1 能量密度的影响
        4.1.2 S/C比的影响
        4.1.3 进料总流量的影响
    4.2 滑动弧暖等离子体催化甲烷水蒸汽重整制氢
    4.3 稳定性测试与催化剂表征
    4.4 小结
结论
    创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3978094