煤原位注入超临界水制氢升温阶段的热流耦合数值模拟研究

地下煤层原位注入超临界水制氢是一种煤的新型转化技术。基于多孔介质多场耦合原理,提出了煤层原位注入超临界水升温阶段的热流耦合数学模型,采用数值模拟的方法对煤层及顶底板岩层的温度分布、孔隙压力等的演化规律进行了研究。结果表明:注入超临界水后,注入井附近温度和渗流速度迅速升高并逐渐向外扩展,随后温度继续升高至大约1050℃后不再升高,流速最高可达到5.89cm/s,且随时间推移,注入井附近流速略有降低;生产井附近流速6个月前呈负指数增长,6个月后生产井附近温度和流速基本保持恒定;整体压力在1a内缓慢升高,距离注入井700m外温度在1a内变化很小。

煤炭超临界水制氢反应器内多相流场智能滚动预测研究

煤炭超临界水制氢技术在高温高压条件下利用超临界水充分气化煤炭,实现了高效低排放的转化和制氢过程。为解决因反应器内复杂多相流行为导致的仿真耗时问题,以及常见代理模型时序预测时间短、精度下降快等问题,提出基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和Koopman理论的深度学习模型POD-Koopman,用于捕捉和学习反应器内复杂流场的长时时空演变特征,实现数据驱动的长时滚动预测。测试结果表明其能在较小计算开销下准确滚动预测反应器内多相流场时变行为,助力下游制氢反应器工业化设计及优化任务。

超临界水气化制氢技术及多联产路线研究

超临界水气化制氢技术是指各种有机物在超临界水环境下进行低温催化气化反应生成氢气和二氧化碳为主的技术,该技术具有反应条件温和、反应速度快、反应过程清洁以及能够生产氢气等特点,成为国内外学者和工程技术人员关注和研究的热点。文中通过阐述超临界水气化制氢技术的原理和特点,综述了煤炭、生物质、污泥等物质超临界水气化制氢技术研究进展,结合该技术同时产出高压水、氢气、二氧化碳等多种产物,分析了煤-电-合成氨/尿素、煤-电-氢能源/CO_(2)资源化、煤-超临界发电、废弃物处理-超临界发电等不同应用领域的多联产方案,为超临界水气化制氢技术工业化发展提供了探索。

超临界水气化制氢技术多联产应用场景探究

超临界水气化制氢技术可在超临界水环境下将各种有机物进行低温催化气化生成氢气和二氧化碳,因其反应条件温和、速度快、过程清洁以及能够生产氢气等特点而备受关注。通过阐述超临界水气化制氢技术的原理和特点,介绍不同物质超临界水气化制氢技术研究进展和工业化进程,结合不同技术应用路线,研究该技术在化工新材料及精细化学品、环境保护、“碳达峰碳中和”、绿色能源等不同应用领域的多联产方案,为超临界水气化制氢技术工业化发展提供探索。

煤炭制氢产业现状及我国新能源发展路径选择研究

本文首先对几种主要的氢气制备技术的成本进行了核算。基于中国的能源结构中煤炭占绝对多数的特点,以及不同原料制备氢气的成本差异,指出中国应优先选择煤炭作为氢气的制备的来源。另一方面,液氢的能量密度远大于动力锂电池电动汽车。氢燃料电池反应后产生的排放物只有水,是一种非常纯净的能源,亦不存在锂电池生命周期结束后的污染处理问题。建立氢社会是促进我国能源结构调整和煤炭工业转型的良好机遇。