有机液体储氢载体催化脱氢技术研究进展

绿氢(可再生能源制氢)的开发及利用是推动能源绿色转型和实现“双碳”目标的重点发展方向之一.然而,大规模绿氢的安全储运技术仍需进一步完善.以环烷烃/芳烃为主的有机液体储氢载体(LOHCs)体系因其高储氢密度、安全高效、运输方便等优势成为绿氢长距离大规模输送的关键技术.相比于工艺成熟的芳烃加氢技术,富氢LOHCs(环烷烃)脱氢技术开发的难度较大,是近年来研究的热点.本文系统综述了环己烷(CH)、甲基环己烷(MCH)、十氢萘(DHN)和全氢二苄基甲苯(H18-DBT)4类典型富氢LOHCs脱氢技术的研究进展.基于目前的研究结果,阐述了单环烷烃(CH、MCH)和多环烷烃(DHN、H18-DBT)的脱氢反应路径和机理,重点从活性组分和载体两方面总结了脱氢催化剂的设计思路、构效关系和研究进展,详细分析了基于不同模型的富氢LOHCs脱氢动力学,探讨了4类典型脱氢反应装置的优缺点.总体来讲,环烷烃作为LOHCs距离工业化应用还有一段距离,继续完善环烷烃脱氢动力学和脱氢机理、提高Pt系催化剂的催化活性和稳定性、开发具有实际应用意义的非贵金属催化剂以及优化反应器结构成为未来环烷烃脱氢技术研究需要聚焦的难点.

上海软黏土的非水相有机液体固结渗透仪渗透试验

在饱和黏性土的非水相有机液体(NAPL)渗透试验中,NAPL-土的相互作用易导致土样收缩而产生侧壁渗漏,影响试验结果的可靠性。采用固结渗透仪开展了上海淤泥质黏土的煤油渗透试验,研究竖向固结压力pv的大小和土样结构性对侧壁渗漏以及试验结果的影响。研究结果表明,絮凝结构的原状土样在pv为50 kPa、200 kPa下均存在侧壁渗漏,测得的渗透系数偏大,在pv=400 kPa下可得到可靠的试验结果。对于分散结构的重塑土,在pv=400 kPa下仍然存在侧壁渗漏。根据原状土样的孔径分布以及在pv=400 kPa下的渗透试验结果,讨论了上海淤泥质黏土中NAPL渗透的基本特性,对了解沿海软黏土中NAPL类污染物的迁移特征有指导价值。

有机液体肥对新垦土地毛豆生长及土壤肥力的影响

为探讨有机液体肥在新垦耕地上对土壤肥力提升和作物增产性、抗逆性等其他效果,于去除30~40 cm表层土壤的耕地上开展施用有机液体肥对毛豆种植和土壤肥力提升试验。结果表明:(1)施用有机液体肥可增加毛豆叶片中叶绿素含量,提升光合作用,进而增加植株株高和单株有效荚数,且施用有机液体肥可显著增加新垦土地上毛豆鲜荚产量,实现理论产量10 182 kg/hm2,比对照增产21.2%;另外施用有机液体肥在增加毛豆单株粒重的同时,其完整粒率、百粒鲜重等商品性状也有显著提升。(2)施用有机液体肥可有效增加土壤中有机质含量,对改良和恢复土壤肥力有较好的促进作用。同时与原始土样对比,新垦耕地上施用有机液体肥可在一定程度上满足毛豆对土壤中速效磷和速效钾的需求,还可维系土壤中速效磷和速效钾含量在一定水平,对保护和维持土壤肥力有着积极的作用。

有机液体储氢技术催化脱氢过程强化研究进展

氢能是实现化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介,然而氢的储运是制约氢能规模化应用的关键技术瓶颈。有机氢化物(LOHC)储氢技术具有成本低、储氢密度大、安全稳定等优势,可匹配现有化石能源输运架构,有望在大规模、长距离和分布式的氢储运场景中发挥重要作用。但是,在LOHC储氢循环中,相对于发展较为成熟的加氢技术,LOHC脱氢过程效率低、稳定性差,是制约该技术发展的关键。基于此,本文综述了LOHC储氢技术催化脱氢过程强化的研究进展和发展趋势,概述了LOHC储氢基本概念和催化脱氢反应基本原理,从催化过程强化、产物分离强化、能量效率强化等方面总结了脱氢过程强化策略,通过对比不同技术手段的特点,分析了LOHC储氢技术催化脱氢过程目前亟需解决的难题,即开发高效的脱氢催化剂、提高催化脱氢过程的传热传质效率以及降低脱氢过程能耗,这对LOHC储氢技术的实际应用具有重要的参考和借鉴意义。

化肥配施有机液体肥对香梨产量、品质及土壤理化性质和细菌群落结构的影响

旨在探究化肥配施有机液体肥对香梨产量和质量、土壤理化性质以及细菌群落结构的影响。以单施化肥(CF)为对照,化肥全量配施有机液体肥(CF100OFL)及化肥减量20%配施有机液体肥(CF80OFL)两种处理,利用Illumina MiSeq平台对土壤细菌群落进行测序分析,同时测定香梨产量和品质以及土壤基本理化性质。结果表明,与CF相比,CF100OFL和CF800OFL处理显著增加香梨单果质量、可溶性固形物含量并降低可滴定酸的含量,CF100OFL和CF800OFL处理的土壤速效磷、速效钾和有机质含量较CF分别提高59.63%、38.52%、12.03%和7.48%、7.29%%、5.92%。同时,两者土壤细菌群落多样性指数(Chao1)分别提高26.91%和13.77%,也提高土壤变形菌门、拟杆菌门、棒状杆菌门以及浮霉菌门的相对丰度,降低放线菌门、酸杆菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度。此外,化肥配施有机液体肥显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性。冗余分析及线性回归分析表明,速效磷、速效钾和土壤含水量是影响细菌群落的主要因子,速效磷、速效钾也是香梨单果质量和单株产量、可溶性固形物含量的主要影响因子。综合考虑产量、品质、土壤以及投入产出等因素,CF80OFL处理通过改变土壤微生物群落结构、提高微生物活性,可有效改善香梨园土壤质量,亦可增加香梨产量和品质。

有机液体载氢储运技术研究进展及应用场景

在“双碳”战略目标背景下,氢能产业在深度和广度上都获得了高速发展,上游制氢资源丰富,下游用氢市场广阔,由于跨地区氢能供需失衡,中游氢能储运已经成为氢能产业链的短板,严重制约了氢能产业的进一步发展。在这种情况下,有机液体载氢(LOHC)储运技术应运而生,以一种化学储氢方式完美克服了高压气态储氢、低温液态及固态等物理储氢方式的缺陷。与其他氢能储运技术相比,LOHC储运技术在安全、成本、技术、效率等方面具有突出的优势,有望补齐氢能储运的短板,完善氢能产业链。本文对三种主要LOHC储运技术,从工艺原理、储氢载体、综合成本、科研发展等方面进行比较分析。认为甲苯、N-乙基咔唑和二苄基甲苯等三种LOHC储运技术已完成了理论研究、实验验证及中试放大等工作,技术趋于完善,具备了工业化推广应用的条件。在未来展望角度上,对包括大型氢能储运基地和分布式脱氢加氢一体化站在内的两种LOHC储运技术的新型应用场景进行了分析,并梳理了目前LOHC储运技术研究面临的问题和研究方向,并提出了希望和建议。

有机液体肥对棉花冠层特征、产量和品质的影响

【目的】研究有机液体肥对新疆南疆膜下滴灌棉花冠层特征、产量和品质的影响。【方法】选用塔河2号为参试品种,以单施化肥棉田为对照(CK),设置有机液体肥处理(T_(1)、T_(2)、T_(3)、T_(4)、T_(5)),测定并分析不同处理下株高、主茎叶片数、叶面积指数、叶倾角、产量和品质的变化。【结果】与CK相比,施用有机液体肥提高了棉花株高、主茎叶片数、叶面积指数、叶倾角与地上部生物量。当籽棉产量达到6000 kg/hm^(2)以上时,棉花株高、主茎叶片数、叶面积指数和叶倾角较CK分别增加1.3~10.3 cm、2.0~2.3片、1.7~2.9、5.6~9.3°,营养和生殖器官干物质重较CK分别增加了1.3~25.7和0.1~44.5 g/株。且当籽棉产量超过6000 kg/hm^(2)时,籽棉产量、单铃重、总铃数较CK分别增加了17.2%~31.9%、15.5%~28.8%和3.5%~10.1%。此外,与CK相比,施用有机液体肥还提高了棉花上半部纤维平均长度、整齐度和断裂比强度。【结论】与单施化肥相比,施用有机液体肥能够改善棉花冠层结构,促进干物质积累,增产提质,且成本低,易操作,适合新疆南疆棉区推广应用。

有机液体储氢中全氢化乙基咔唑催化脱氢研究进展

在碳达峰碳中和的背景下,能源结构转型势在必行。氢能是以非化石能源为主体的新型能源系统的重要能量载体。目前氢能的发展瓶颈在于氢气的储运。以乙基咔唑/全氢化乙基咔唑为代表的有机液体储氢技术提供了一种安全、高效的储氢方式。全氢化乙基咔唑脱氢温度高、催化剂稳定性差等问题是限制该技术大规模应用的主要挑战。基于此,介绍了全氢化乙基咔唑催化脱氢过程的反应机理,阐述其反应路径、反应动力学、催化反应过程;综述了目前脱氢催化剂的研究进展,对脱氢催化剂的循环性能进行总结,并归纳了失活机理;结合脱氢反应的特点提出反应器设计的挑战,并介绍目前典型的脱氢反应器。最后,针对现阶段全氢化乙基咔唑脱氢反应的潜在挑战,对该技术在储氢领域的应用进行了展望。

水稻有机液体粪肥替代化肥田间试验

为加快畜禽粪污资源化利用,促进化肥减量与耕地质量提升,特在水稻上开展有机液体粪肥替代化肥试验,研究有机肥替代无机氮对水稻产量及经济效益的影响。结果表明:施用有机液体粪肥对水稻分蘖有促进作用,能在化肥减量投入的情况下维持水稻的产量;由于有机液体粪肥替代部分化肥减少了化肥投入成本,而产量差异不大,因而净效益较高。综合来看,以有机液体粪肥替代30%无机氮的经济效益最好,可在水稻生产上加以推广应用。

有机液体粪肥在嘉定区水稻生产上的应用效果初探

为加快畜禽粪污资源化利用、促进化肥减量与耕地质量提升,特于2023年在水稻生产中开展了有机液体粪肥替代部分化肥试验,研究了有机液体粪肥中的有机氮肥替代部分无机氮肥对水稻生长、产量、经济效益等的影响。结果表明:在水稻生产中,合理减施氮肥并采用有机液体粪肥替代部分化肥施用技术,有利于水稻分蘖,可在保持较高产量的同时获得较好的经济效益,且有利于生态环境保护。其中,在减氮情况下,采用有机液体粪肥替代30%化肥处理的综合表现相对较好。

适用有机液体脱氢的热管换热器传热实验研究

为提高有机液体脱氢反应器的传热性能,采用热管和泡沫铜强化传热技术,设计一种适用于有机液体脱氢的新型换热器。以空气为换热工质,通过实验分析入口温度和流量对传热量、传热系数、效能和?效率等传热性能的影响,并对比分析泡沫铜与热管对换热器传热性能的强化程度。结果表明:所用热管在有机液体脱氢温度下的传热效果良好,当工作温度为473 K时,当量导热系数达到1407.9 W/(m·K);对于热管换热器,当热风入口温度为453~493 K、热风流量为0.6~1.8 m^(3)/h、冷风流量为0.6~1.5 m^(3)/h时,提高热风入口温度和流量能有效提高传热性能;此外,通过对比发现,基于热管和泡沫铜强化的换热器,传热量可提升33.3%,效能可提升31.0%。

基于基团贡献法单一成分有机液体闪点预测模型

聚焦单一成分的有机液体,建立了一个基于基团贡献法的闪点预测模型。按照化学物质结构,模型预先定义了45个基团,并确定了每个基团对闪点预测模型的贡献值(或权重)。以化学物质的正常沸点和各个基团数量作为模型的输入参数,闪点值作为输出结果。方法选取DIPPR 801数据库中10类144种有机液体作为实验样本,采用最小二乘法(Ordinary Least Square,OLS)拟合模型,随机选取其中120种作为训练集,另外24种作为预测集。结果表明,模型的平均绝对偏差(Average Absolute Deviation,AAD)、平均绝对相对误差(Average Absolute Relative error,AARE)和相关系数(R)分别为3.67,1.18%和0.983,单一成分有机液体的闪点预测值与实验值符合良好,可为口岸现场液体类化学品易燃危险性质评估提供技术指导。

有机液体储氢技术现状及其脱氢催化研究进展

有机液体储氢技术因其高效、安全的特点成为氢能储运领域的重要研究方向。本文综述了有机液体储氢技术的主要研究进展,重点探讨了作为储氢介质的芳烃类和杂环类化合物的特性及其脱氢反应的催化机制。文章分析了脱氢催化剂活性组分的选择、催化剂载体的作用以及脱氢反应器设计对有机液体储氢过程的优化作用。文章指出,未来研究应聚焦于开发更高效、低成本的催化剂和优化反应器设计,以推动LOHC技术的商业化应用,为氢能经济的发展提供支持。

有机液体罐区VOCs排放计算及治理措施研究

挥发性有机污染物(VOCs)治理技术是油气储运行业的关键技术。以某石化企业32台常压有机液体储罐为研究对象,美国环保署发布的《污染物排放因子文件》评价公式为基础,计算储罐的VOCs损耗量。通过对计算过程、数据的分析,验证了影响挥发性有机物排放量的原因。在此基础之上,分析了后端治理技术的优缺点,提出了VOCs治理技术措施,为常压液体罐区挥发性有机物的治理提供一定参考。

含氮有机液体储放氢催化体系研究进展

氢能源作为重要的二次能源,能量密度大、环境友好且用途广泛,是人类战略能源发展的重要方向。然而,氢气储运仍面临较大的成本和安全难题,有机液体储氢化合物(LOHCs)储放氢技术以其储氢密度较高、储存条件温和、运输方便等优势成为氢气储运可供选择的技术之一。相比稠环芳烃类化合物,含氮有机储氢化合物具有更温和的催化加氢和脱氢条件,可有效提高储放氢鲁棒性和反应能效。基于此,本文系统综述了含氮有机储氢化合物加氢及脱氢反应研究进展,阐述了两类反应的路径和催化作用机制,从催化剂活性中心和载体、双金属协同效应、反应条件、催化剂稳定性等方面系统分析了加氢/脱氢催化剂,并详细总结了基于连串反应、反应网络等模型的反应动力学。介绍了含氮有机储氢化合物储氢技术目前面临的挑战并提出未来的研究思路及展望。但是该技术仍存在较多问题,应在有机储氢化合物配方体系、储放氢连续反应系统、催化剂设计与制备、催化剂构效关系、精准反应动力学和全面理化性质数据库等方面进行深入研究。

有机液体储氢体系研究进展

有机液体储氢技术是利用液态有机储氢载体进行加(脱)氢反应,在常温常压下实现大规模、远距离氢气安全储运的技术,被国际能源署推荐为国际氢气贸易和远程氢气运输的最佳方式之一。但是目前有机液体储氢技术还存在加(脱)氢反应过程缓慢、脱氢温度高、储氢体系循环率低以及高度依赖贵金属催化剂等缺点。本文首先对常见的有机氢载体进行分类,并分析了各种有机氢载体的物理化学性质及其在加(脱)氢反应中的特征差异,然后从加(脱)氢反应机理和催化剂的研究等方面对有机液体储氢体系的研究现状进行了总结,最后对有机液体储氢技术的发展前景进行了展望。

全球首套常温常压有机液体储氢加注一体化示范项目已具备商用条件

2023年7月6日,中国化学研制的全球首套常温常压有机液体储氢加注一体化示范项目在上海金山实现全流程贯通,各项指标均达到了可以商业化的预期目标。中国化学联合氢阳科技研发有机液体储氢技术(简称LOHC),创新采用特殊有机液体对氢气进行储存,形成“氢油”,相较于德国的二苄基甲苯和日本的甲基环己烷液体,其在稳定性、安全性、纯度、成本等方面具有明显优势。

施用有机液体肥料对大白菜养分吸收和产量的影响

研究不同液体肥料(20-7-18)对大白菜产量和品质的影响,结果表明:以味精废液为基础调节pH发酵配制的有机液体肥料的使用效果最好,氮磷钾养分吸收量比无机液体肥料处理和固体混合肥处理N分别提高33.1%和16.2%,P2O5分别提高31.5%和11.1%,K2O分别提高22.7%和10.2%,大白菜产量分别提高6.8%和21.9%。

非极性小分子有机液体在微管道中的流量特性

用去离子水及有机液体在内径约为25μm的石英圆管内进行了流量特性实验．液体分子量范围为18~160,动力黏性系数的范围为0.5~1mPa·s.实验雷诺数范围为Re＜8．所用有机液体为:四氯化碳、乙基苯及环己烷都是非极性液体,其分子结构尺度小于1nm．实验结果表明,在定常层流条件下,圆管内的液体流量与两端压力差成正比,其压力－流量关系仍符合经典的Hagen－Poiseuille流动．这说明非极性小分子有机液体在本实验所用微米尺度管道中其流动规律仍符合连续介质假设．鉴于微尺度流动实验的特殊性,文中还介绍了微流动实验装置,分析了微尺度流动测量误差来源及提高测量精度的措施．

我国挥发性有机液体储库VOCs排放标准现状分析

针对地方政府、VOL(挥发性有机液体)储库和治理企业进行VOCs(挥发性有机物)治理时面临排放标准选择困惑的现状,根据地方行业性标准>国家行业性标准>地方综合标准>国家综合标准的标准选择顺序,对我国部分地区(北京市、上海市、厦门市、重庆市)现行的相关排放标准进行分析.结果表明:(1)对于汽油储库,全国均执行GB 20950—2007《储油库大气污染物排放标准》(北京市除外);(2)对于原油及成品油(汽油除外)储库,各地区优先执行本地区《工业企业挥发性有机物排放控制标准》,其次是本地区《大气污染物综合排放标准》,最后是国家的GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》,北京市、上海市、厦门市和重庆市《大气污染物综合排放标准》中NMHC(非甲烷总烃)最高允许排放质量浓度分别是GB 16297—1996标准限值的42%、58%、83%和100%;(3)工业企业VOCs排放标准或大气污染物综合排放标准的NHMC最高允许排放质量浓度约为GB 20950—2007标准限值的3‰,因此准确选择排放标准显得尤为重要.研究显示,生态环境部应尽快修订GB 20950—2007,将适用范围扩大为原油及成品油或VOL储库,并适度加严标准限值,推动行业有序发展.