电催化分解液氨阳极材料的研究

氨是一种具有高储氢密度的化学储氢材料,通过氨氢转换可以实现能源的高效利用。氨分解产氢是氨氢转换过程的重要一环,在氨分解的途径中电催化直接分解液氨理论上具有最低能耗,若能有效降低液氨直接电解阳极的过电位,电催化分解液氨在氢经济中将具有广阔的前景。依次使用铜、钴、铁、钼、钒、钛、碳纸和304不锈钢作为液氨电解过程阳极材料进行线性扫描伏安测试、循环伏安测试、电化学阻抗谱测试和计时电位测试,以研究这些材料在2.0 mol/L NH4Cl的液氨溶液中的电催化活性和在高电流密度下的耐腐蚀性能。结果表明:钛作为液氨电解过程的阳极电催化活性很差;铜、钴和铁虽具有优异的电催化活性,但在正向电位下会发生严重腐蚀;304不锈钢虽具有优异的电催化活性,但在高电流密度下稳定性一般;碳纸电催化活性较差,但高电流密度下具有良好的稳定性,且活性表面积较大,适合作为液氨电解阳极催化剂基底材料;钼和钒电催化活性优于碳纸,在高电流密度下腐蚀率较低,可以作为液氨电解阳极材料。

液氢储运技术发展现状与展望

液氢具有储运密度大、能量密度高的特点,应用前景广阔,受限于液氢的物理特性,低温储运技术制约了液氢大规模应用。该文对当前国内外固定及移动式液氢储存设备进行调研,针对目前所面临的技术难点,从储氢材料、低温绝热、热力特性、配套设备、标准体系等方面总结液氢储运环节的关键技术,分析液氢储运现状与发展趋势,提出未来液氢储运技术重点发展方向,能有力促进中国高性能液氢储运设备研发,保障未来液氢规模化安全使用。

可再生能源合成绿氨研究进展及氢-氨储运经济性分析

可再生能源和氢能产业快速发展,氨作为储氢介质,因其能发挥长时储氢和长距离运氢的作用,受到广泛关注。化石燃料制氢合成氨工艺成熟,但二氧化碳排放强度大。绿氨以可再生能源电解制氢作为氢源,具有减少合成氨产业碳排放、消纳风光等可再生能源、充当储氢载体易于储运等优势,在碳达峰碳中和的目标下,开发绿氨合成工艺具有重要意义。本文总结了工业Haber-Bosch法合成氨、电化学、光催化、等离子体和化学链合成氨取得的研究进展及面临的挑战,阐述了可再生能源电解制氢合成氨工艺的技术路线和发展现状,对比了煤制灰氨和可再生能源制绿氨工艺的技术经济可行性,分析了电价、电解制氢能耗等因素对电解制氢合成氨成本的影响,论述了分别以氨为载体储氢和储存液氢的成本构成,研究了分别以氨为载体运氢和运输气氢的成本,提出了对绿氢合成绿氨、以绿氨为载体储运氢产业发展的思考。

适用于海洋运输的储氢技术及其应用现状

随着中国对“碳排放”能源策略的推进,氢能因其环境友好、质量能量密度高等特点越来越受到重视。由于不同国家与地区间对氢能需求的增加和差异性,促使氢气海洋运输逐渐发展。针对目前常用的液氢(LH_(2))、有机液体储氢(LOHC)和氨等适用于海洋运输的储氢技术,梳理其原理、储运方式、优缺点和面临的问题,并阐明了液氢、LOHC和氨在海洋运输中存在的挑战,为中国储氢技术和氢气海洋运输的发展提供参考,以期推动储氢技术在工业化上的进一步应用。

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。

大型冷库液氨储罐结构强度计算分析与校核

针对大型冷库液氨储罐的安全设计问题,应用SolidWorks、ANSYS分别对液氨储罐进行了三维建模和有限元计算,考虑了储罐自重、液货自重和内外压力载荷,进行了储罐整体变形和应力分析,并采用应力线性化方法重点考核了应力集中区域的强度情况。仿真结果表明:储罐的最大应力集中在鞍座与罐体相连的附件,对应力集中区域进行线性化仿真计算后,一次局部薄膜应力和组合应力均在许用值范围内,满足《钢制压力容器——分析设计标准》(JB4732—1995)要求,为相关压力容器的设计提供了参考。

液氢海上运输关键技术发展

液氢作为一种高密度的储氢手段,其储运过程能否满足安全、低损耗和大规模要求,将直接影响氢能的发展进程。作为液氢跨洋运输的重要途径,本文介绍了液氢海上运输的发展现状,总结和梳理了液氢储运中的绝热技术、零蒸发技术、晃荡抑制技术和安全防护技术等关键技术,提出了我国液氢储运尤其是大规模液氢海运的发展建议。

大型低温常压液氨储罐及配套冰机的设计选型

简述了当前大型低温常压液氨储罐的技术方案,比较了不同低温常压液氨储存方式的技术特点,同时对液氨储罐在不同的操作工况下配套冰机制冷能力给出了详细的计算方法,分析了影响冰机制冷量的各种因素,采用理论计算结合工程经验角度分析了影响冰机设计选型的各种要素,为大型液氨储存工艺方案选择及优化,各种氨储存系统操作工况下的冰机的配置、设计选型提供了借鉴和参考。

液氨储罐氨应力腐蚀开裂分析

某制冰企业1台液氨储罐投用3年后,首次定期检验发现其气相空间封头直边段有1处开裂,导致氨液泄漏。通过相控阵检测,发现其两侧封头直边段存在多处横向裂纹缺陷,缺陷均起源于焊缝热影响区,且与母材表面基本垂直。利用金相检验发现,裂纹有沿晶和穿晶两种微观形貌;通过硬度测定发现,越靠近热影响区的硬度值越高;此外,测厚未发现严重减薄。综合检测结果和液氨储罐的使用工况,判断该台液氨储罐封头直边段的多处缺陷为内壁在液氨腐蚀环境和残余应力共同作用下发生了氨应力腐蚀开裂并扩展至外壁所致。针对氨应力腐蚀开裂的成因,提出了一些防范措施,并对此类设备的定期检验提出了一些建议。

液氨储罐布置和管道安全设计要点分析

文章以某液氨储罐区项目为例,针对Q345R、16Mn类型的储罐,从温度、压力各方面进行参数设计,给出了液氨储罐布设方法:明确防火间距、设立防火堤、消防设计;梳理了管道安全设计方法:合理选择液氨管材,规范进行配件、阀门的选用,保冷设计等,以此有效控制液氨事故,保证企业安全运行。在液氨储罐各项设计中,应以安全生产为目标,减少组件损耗,提高配件、阀门等设计的适用性,以此保证液氨储罐应用的安全性。

氯碱系统液氯储运充装安全控制技术

简述了液氯的特点及危害性.详细介绍了氯碱系统液氯充装站液氯储运充装过程中存在的安全问题.通过对液氯储运充装安全控制技术进行改进,将液氯长距离安全输送技术和液氯定量安全充装技术应用于生产系统,预防了液氯泄漏的风险,满足了氯碱行业关于液氯充装、运输、使用过程的安全生产规范中的相关要求,达到了预期效果,同时实现了液氯储运充装过程的本质化安全.

液氨储运用钢研究进展及展望

在“双碳”政策背景下,以氨为载体的能源利用形式具有巨大发展前景。中国氨的应用领域广泛,其相关的技术较成熟,液氨需求量也在逐年增长。然而,中国在液氨长输管道的建设上仍有很大的发展空间。由于中国工艺技术水平、产品类别与产量、储运地理条件、气候环境和使用条件等因素,开发适合中国国情实际的氨储运新材料具有必要性、经济性与前瞻性。借鉴国外成熟产品与技术,通过调整合金元素成分、采用微合金化技术以及应用双金属复合管技术,开发高强度、高韧性以及抗腐蚀性能的氨/液氨专用输送管线钢、储罐用钢和耐高温钢,可实现氨/液氨储运用钢的细化与专业化,增加不同用途材料的类型数量。

电厂超年限液氨储罐检验

介绍某电厂超设计使用年限液氨储罐的检验过程,通过制定详细的检验方案进行现场检验实施、缺陷尺寸计算和缺陷评定,并给出具体运维建议,以期为此类超设计使用年限压力容器的检验提供参考。

氢燃料电池支线飞机关键技术与发展展望

氢燃料电池支线飞机是全球航空运输业实现绿色低碳目标的重要发展方向。本文分析了氢燃料电池支线飞机的发展现状和关键技术,包括液氢存储系统、氢燃料电池、电动机、氢燃料生产和储运加注等,预测了我国氢能航空技术发展趋势,并提出了包含各类新能源航空器产品的技术方案图谱,为我国氢能航空的发展提供理论支撑和方向指引。研究认为,我国将在2025—2035年逐步具备发展支线到窄体干线氢能飞机的技术条件,基于成熟国产飞机平台进行氢动力改装,以新能源技术变革推动航空制造业“换道超车”。

氨能产业发展现状及展望

氨作为清洁能源,可为我国未来清洁低碳能源体系提供重要补充。从氨合成、氨储运、氨能利用3个方面阐述国内外氨能产业发展现状,分析氨能利用的优劣势,氨具有成为发动机替代燃料的潜力,是良好的燃料电池燃料、高效安全的氢载体,同时氨燃料也存在燃烧特性不理想、可能产生污染和安全问题等不足。对氨能利用进行技术及经济可行性分析,绿氨合成技术成熟度较高,经济性尚不理想;氨储运技术成熟,基础设施完善;氨作为氢载体应用日趋成熟,发展潜力巨大。我国氨能发展面临着合成氨碳排放量高、绿氨大规模低成本合成技术成熟度不够、氨能利用缺乏体制机制及标准支撑等问题,建议进一步加大关键核心技术研发力度,科学布局氨能全产业链,全面提升氨能开发利用水平与科技创新能力。

液氢储运技术发展现状及存在问题

液氢在储存、运输、应用等环节具有明显成本优势,是未来氢能储运的主要方式之一。分析了国内外液氢的生产、储存、运输技术现状以及我国液氢发展前景和存在问题;指明目前亟待解决的主要问题包括顶层设计、标准完善、多元化应用、关键技术设备自主研发等;需推进氢能在交通运输、能源供应、工业生产、商住生活等多个领域的产业应用,最终促进氢能在优化能源结构、保障能源安全、实现"双碳"目标过程中的关键作用。

中国氢能储运承压设备标准建设思考

作为重要的清洁能源,氢能已进入快速发展阶段。近年来,中国氢能储运承压设备快速发展,法规标准滞后带来的问题越来越显著。在详细地分析和总结中国氢能储运承压设备法规标准现状的基础上,对急需制定的氢能储运设备标准,特别是高压气氢和液氢储运设备方面的标准进行了梳理和探讨,提出了氢能储运承压设备法规标准建设的若干建议,涉及氢能储运设备产品标准、使用标准、检验标准、性能试验标准等4个方面的17条相关建议。

我国液氢储运标准建设思考

作为重要的清洁能源,氢能近年来进入快速发展阶段。随着近年来我国氢能储运技术快速发展,法规标准滞后带来的问题越来越显著,液氢储运技术标准的缺失阻碍了液氢产业发展。本文在广泛查阅、调研、梳理国内外液氢储运相关标准的基础上,讨论了液氢储运标准的建设思路和方向。对我国急需制定的液氢储运设备标准进行了梳理,提出了液氢储运设备标准建设的建议。

化工厂液氨储罐泄漏氨气扩散的影响因素研究

以某化工厂低温常压液氨储罐为研究对象,采用phast软件建立了液氨储罐泄漏模型,分析了泄漏孔径、泄漏高度、大气稳定度、地面粗糙度及环境风速对氨气泄漏扩散浓度变化的影响。结果表明:当泄漏孔径超过20 mm时,氨气泄漏扩散浓度及范围大幅增加,应定期巡检,在小泄漏孔径时及时采取补漏措施;当泄漏高度为4 m时,高度1 m处氨气浓度最大,应注意此高度罐壁的腐蚀程度,当泄漏高度达到13 m时,高度1 m处氨气浓度为0,对地面无影响;当大气稳定度升高时,氨气向下风向扩散的距离明显增大;随着地面粗糙度的增加,氨气浓度分布整体明显降低;当环境风速低于2 m/s时,氨气扩散影响范围和最大浓度均较高,应加强巡检。

液氨储罐泄漏扩散距离的数值模拟

液氨泄漏后可能会对周边人群引起中毒事故,泄漏影响距离的确定可以为应急方案提供定量参考,文中研究了不同的风速和泄漏速度对液氨泄漏距离的影响。结果表明:不同风速,同一泄漏速度下的最高氨气体积分数相同,说明泄漏过程中,最高氨气体积分数数值是由泄漏速度决定的。泄漏速度越大,最高氨气体积分数数值越大。在同一泄漏速度下,风速越大,氨气在Y轴上的扩散距离越小,在X轴上的扩散距离越大。在同一风速下,泄漏速度越大,泄漏的氨气在Y轴和X轴上的扩散距离越大。随着泄漏速度的增大,风速对氨气在X轴上扩散距离的影响降低。