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Theoretical assessment of hydrogen production and multicycle energy conversion via solar thermochemical cycle based on nonvolatile SnO2 被引量:2
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作者 Mingkai Fu Huajun Xu +1 位作者 Haitao Ma Xin Li 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第11期177-184,共8页
A kind of solar thermochemical cycle based on methanothermal reduction of SnO2 is proposed for H2 and CO production. We find that the oxygen release capacity and thermodynamic driven force for methanothermal reduction... A kind of solar thermochemical cycle based on methanothermal reduction of SnO2 is proposed for H2 and CO production. We find that the oxygen release capacity and thermodynamic driven force for methanothermal reduction of SnO2 are large, and suggest CH4 :SnO2 = 2:1 as the feasible reduction condition for achieving high purities of syngas and avoiding vaporization of produced Sn. Subsequently, the amount of H2 and energetic upgrade factors under different oxidation conditions are compared, in which excess water vapor is found beneficial for hydrogen production and fuel energetic upgradation. Moreover, the effect of incom plete recovery of SnO2 on the subsequent cycle is underscored and explained. After accounting for factors such as isothermal operation and cycle stability, CH4 :SnO2 = 2:1 and H2O:Sn = 4:1 are suggested for highest solar-to-fuel efficiency of 46.1% at nonisothermal condition, where the reduction and oxidation temperature are 1400 and 600 K, respectively. 展开更多
关键词 SnO2/Sn based solar-chemical cycle hydrogen production Non-volatile redox Isothermal and NONISOTHERMAL operation syngas production
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侧链型聚(靛红-联苯)阴离子交换膜水电解性能
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作者 张安然 李黎明 +3 位作者 马颖 肖文涛 李非凡 张玉广 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期43-49,共7页
对阴离子交换膜(AEM)进行分子结构设计,制备出满足AEM水电解技术需求的高碱稳定性、高电导率的AEM。通过超强酸催化反应制备出具有高碱稳定性的聚(靛红-联苯)(PBPIN)主链;门秀金反应制备出含有高碱稳定性阳离子(哌啶阳离子)以及烷基间... 对阴离子交换膜(AEM)进行分子结构设计,制备出满足AEM水电解技术需求的高碱稳定性、高电导率的AEM。通过超强酸催化反应制备出具有高碱稳定性的聚(靛红-联苯)(PBPIN)主链;门秀金反应制备出含有高碱稳定性阳离子(哌啶阳离子)以及烷基间隔基的侧链(6C-Pip);门秀金反应将6C-Pip侧链接枝到PBPIN中制备出PBPIN-6CPip膜。为了验证PBPIN-6C-Pip膜的高碱稳定性以及高电导率,对其在高温KOH溶液中进行了碱稳定性测试,PBPIN-6C-Pip膜在80℃、1 M KOH溶液中浸泡900 h后离子交换容量保留率高达97.02%;对其进行了电导率测试以及透射电子显微镜表征,PBPIN-6C-Pip膜在80℃的纯水中电导率可达88.2 mS/cm,同时具有良好的微相分离结构。对AEM电解槽运行参数(KOH溶液浓度、温度、循环方式)进行了系统地研究后,在最优运行参数下(80℃、2 M KOH,2.0 V),对PBPIN-6C-Pip膜进行了水电解性能测试,电流密度可达1.20 A/cm^(2),在此电流密度下运行700 h后电解槽的电流衰减率仅为0.16 mA/(cm^(2)·h)。通过制备出含有高碱稳定性阳离子与无氧主链的侧链型AEM,验证了无氧主链与侧链结构在AEM碱稳定性与电导率提升方面的潜力,为后续研究提供了实验基础。 展开更多
关键词 侧链型阴离子交换膜 聚(靛红-联苯) 阴离子交换膜 AEM电解槽运行参数 水电解制氢技术
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环流型光生物反应器光合产氢运行条件的研究 被引量:2
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作者 张军合 张全国 +1 位作者 尤希凤 刘振波 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1217-1220,共4页
采用环流型光生物反应器,利用光合细菌产氢优势菌群,以猪粪污水为产氢基质,从污水基质浓度、温度、光照度、pH值、氧化还原电位等方面探讨了环流型光生物反应器光合产氢稳定运行的工程控制参数。研究表明,产氢量随基质浓度的升高而增大... 采用环流型光生物反应器,利用光合细菌产氢优势菌群,以猪粪污水为产氢基质,从污水基质浓度、温度、光照度、pH值、氧化还原电位等方面探讨了环流型光生物反应器光合产氢稳定运行的工程控制参数。研究表明,产氢量随基质浓度的升高而增大,考虑到工业化应用,其基质浓度一般为5000mg·L-1;温度对产氢量有显著影响,其最适运行条件为(30±1)℃;光照强度高于1000lx时比低于1000lx时的产氢量显著提高,光照强度为1600lx时产氢量达到最大;反应器运行时适宜产氢的pH值在6.5~7.5之间,当pH值为7.0时产氢量最大;该反应器稳定运行时其氧化还原电位始终稳定在Eh=-250mV。 展开更多
关键词 环流型反应器 猪粪污水 光合产氢 运行条件
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微槽透光板式光生物制氢反应器底物操作参数优化 被引量:2
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作者 张川 张利平 +1 位作者 程旻 张全国 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期197-202,共6页
从连续流产氢的目标出发,采用在高导光性载体表面刻制微槽的方法,构造了具有高比表面积的微槽透光板式光生物制氢反应器,完成了光合细菌的快速成膜并实现细胞固定化。用Box-Behnken的响应曲面分析方法,对影响微槽透光板式光生物制氢反... 从连续流产氢的目标出发,采用在高导光性载体表面刻制微槽的方法,构造了具有高比表面积的微槽透光板式光生物制氢反应器,完成了光合细菌的快速成膜并实现细胞固定化。用Box-Behnken的响应曲面分析方法,对影响微槽透光板式光生物制氢反应器连续流产氢性能的相关底物操作参数进行了3因素3水平的实验。结果表明,对反应器产氢速率的单因素影响显著顺序依次为水力停留时间、初始pH值和初始底物浓度。对反应器产氢速率具有显著交互作用的影响因素是初始底物浓度和初始pH值。当初始底物浓度、水力停留时间和初始pH值分别为54.3 mmol/L、21.5 h和7.1时,微槽透光板式光生物制氢反应器的产氢速率达到最大值2.242 mmol/(L·h)。 展开更多
关键词 光生物制氢 微槽透光板 生物膜 底物操作参数 传质强化
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乙烯裂解粗氢及苯乙烯尾气PSA氢提纯装置运行总结 被引量:3
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作者 李美娜 《齐鲁石油化工》 2006年第3期298-301,312,共5页
简介变压吸附气体分离与提纯技术的发展和技术特点,以及变压吸附技术在氢气分离提纯、变换气脱碳、CO分离提纯、CO2分离提纯、空分制氧气氮气等多种领域的应用。介绍了20 000 m3/h(标况)乙烯裂解粗氢及苯乙烯尾气PSA氢提纯装置的工艺流... 简介变压吸附气体分离与提纯技术的发展和技术特点,以及变压吸附技术在氢气分离提纯、变换气脱碳、CO分离提纯、CO2分离提纯、空分制氧气氮气等多种领域的应用。介绍了20 000 m3/h(标况)乙烯裂解粗氢及苯乙烯尾气PSA氢提纯装置的工艺流程及特点,然后分析了工艺条件与装置处理能力的关系、影响氢气回收率和产品氢纯度的因素,并提出了稳定操作运行、提高装置运行效果的措施。 展开更多
关键词 变压吸附 制氢 操作参数 运行
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Thermodynamic assessment of hydrogen production via solar thermochemical cycle based on MoO2/Mo by methane reduction
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作者 Jiahui JIN Lei WANG +2 位作者 Mingkai FU Xin LI Yuanwei LU 《Frontiers in Energy》 SCIE CSCD 2020年第1期71-80,共10页
Inspired by the promising hydrogen production in the solar thermochemical(STC)cycle based on non-stoichiometric oxides and the operation temperature decreasing effect of methane reduction,a high-fuel-selectivity and C... Inspired by the promising hydrogen production in the solar thermochemical(STC)cycle based on non-stoichiometric oxides and the operation temperature decreasing effect of methane reduction,a high-fuel-selectivity and CH4-introduced solar thermochemical cycle based on MoO2/Mo is studied.By performing HSC simulations,the energy upgradation and energy conversion potential under isothermal and non-isothermal operating conditions are compared.In the reduction step,MoO2:CH4=2 and 1020 K<Tred<1600 K are found to be most favorable for syngas selectivity and methane conversion.Compared to the STC cycle without CH4,the introduction of methane yields a much higher hydrogen production,especially at the lower temperature range and atmospheric pressure.In the oxidation step,a moderately excessive water is beneficial for energy conversion whether in isothermal or non-isothermal operations,especially at H2O:Mo=4.In the whole STC cycle,the maximum non-isothermal and isothermal efficiency can reach 0.417 and 0.391 respectively.In addition,the predicted efficiency of the second cycle is also as high as 0.454 at Tred=1200 K and Toxi=400 K,indicating that MoO2 could be a new and potential candidate for obtaining solar fuel by methane reduction. 展开更多
关键词 MoO2/Mo based on SOLAR THERMOCHEMICAL cycle methanothermal REDUCTION isothermal and NON-ISOTHERMAL operation syngas and hydrogen production thermodynamic analysis
原文传递
甘油超临界水气化制氢过程参数和动力学研究
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作者 贾翀 郭鑫 +2 位作者 郑森琳 阙正乐 黄润州 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2023年第5期135-144,共10页
为研究甘油超临界水气化制氢过程及转化动力学,采用正交试验和单因素试验,在连续式反应器中,分析不同工艺参数对甘油超临界水气化气体产物分布和气化转化效率的影响,对气体产物进行气相色谱分析。利用集总动力学研究方法,优化甘油超临... 为研究甘油超临界水气化制氢过程及转化动力学,采用正交试验和单因素试验,在连续式反应器中,分析不同工艺参数对甘油超临界水气化气体产物分布和气化转化效率的影响,对气体产物进行气相色谱分析。利用集总动力学研究方法,优化甘油超临界水气化转化动力学模型,增加CO_(2)甲烷化反应路径,探讨甘油超临界水气化过程中动力学参数和气相产物生成及消耗路径。结果表明:甘油超临界水气化制氢的最佳工况为温度600℃、甘油浓度0.015 mol/L、压力27 MPa和停留时间18 s,此时H_(2)产量为2.411 mol/mol,气化效率为76.49%。单因素试验结果可知,较高反应温度和压力、较低原料浓度和适当延长停留时间有利于提高H_(2)产量和甘油气化效率。反应速率常数随着温度的升高而增加,甘油热解路径Ⅱ和中间体蒸汽重整路径Ⅰ的活化能分别高于甘油热解路径Ⅰ和中间体蒸汽重整路径Ⅱ。H_(2)主要通过甘油热解和水气变换反应生成,CO_(2)主要通过甘油热Ⅰ和水气变换反应生成,CO_(2)甲烷化是H_(2)和CO_(2)消耗的主要路径。中间体热解是CO和CH4的主要生成路径,CO的主要消耗路径是水气变换反应。 展开更多
关键词 甘油 气化效率 制氢 过程参数 动力学 CO_(2)
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应用微机建立菜油氢化模型的研究
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作者 蔡荣萱 程桦 《武汉粮食工业学院学报》 1992年第1期13-18,共6页
通过一系列正交实验,应用微机导出了高芥酸、低芥酸品种莱油氢化的反应速率模型和产品熔点模型。这些模型中含有温度、压强、催化剂浓度和搅拌强度等操作参数,反映了这些操作参数对氢化反应速率和产品熔点特性的影响。该模型可用来预测... 通过一系列正交实验,应用微机导出了高芥酸、低芥酸品种莱油氢化的反应速率模型和产品熔点模型。这些模型中含有温度、压强、催化剂浓度和搅拌强度等操作参数,反映了这些操作参数对氢化反应速率和产品熔点特性的影响。该模型可用来预测在实验值范围内某组操作参数下的反应速率和产品熔点,反过来,也可用来预测某个特定产品所需的最小催化剂用量,以指导工业生产。 展开更多
关键词 菜油 氢化模型 菜籽油
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焦炉煤气CO_2吸收增强法制氢的操作条件分析
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作者 王逊 《煤气与热力》 2012年第9期25-29,共5页
对焦炉煤气CO2吸收增强法制氢工艺,根据对合成气氢气摩尔分数、CO2摩尔分数、氢气产率及反应器热平衡的要求,确定了制氢反应器制氢温度、制氢压力、水碳比、钙碳比等参数取值范围。在制氢反应器性能模拟基础上,分析了合成气制备、吸收... 对焦炉煤气CO2吸收增强法制氢工艺,根据对合成气氢气摩尔分数、CO2摩尔分数、氢气产率及反应器热平衡的要求,确定了制氢反应器制氢温度、制氢压力、水碳比、钙碳比等参数取值范围。在制氢反应器性能模拟基础上,分析了合成气制备、吸收剂再生、合成气分离、热功转化单元的物质能量关联,得到制氢操作条件对焦炉煤气能量转化效率的影响。当制氢压力取2.5MPa、制氢温度取985K、钙碳比≥0.8、水碳比≥4.1时,焦炉煤气能量转化效率可达78%。 展开更多
关键词 CO2吸收增强制氢 合成气 焦炉煤气能量转化效率 制氢操作参数
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