【《制氢方法以及研究现状综述》2400字】.docx
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1、制氢方法以及研究现状综述一般来说,制氢方法主要有两大类,化石燃料制氢和其他方法制氢。其中化石燃料制氢是相对来说较为主要的制氢方法,分为煤制氢和天然气制氢。其中煤制氢的方法还可以细致地划分为传统的煤制氢、煤浆电解制氢和煤炭超临界水气化制氢,而在这之中天然气制氢又可以被划分为传统天然气制氢、铁基天然气化学循环制氢、天然气裂解制氢和天然气联产氢气和甲酸工艺。众所周知,由于化石燃料是有限的、是不可再生的,况且在制氢的过程中,也很容易产生对环境的污染,因此在当下及未来的制氢研究中,利用其他原料制氢是未来制氢方法的必然趋势。而除了在以往制氢中常用的制氢方法之外,如今还研究出了一些具有较大发展前景的其他的制
2、氢方法,例如:生物质制氢、水分解制氢、热化学循环制氢等等。1煤制氢我国的煤炭资源相较于其他国家是丰富的,煤炭是我国最为主要的化石能源,在整体的能源结构之中,煤炭占到了将近70%,可以预计,煤炭在今后很长的一段时间里,都仍将成为我国的主要能源,其在能源行业的地位始终是不可撼动的,因此通过煤炭产氢仍将是以后中国制氢路线里的主干线。(1)传统的煤制氢煤的主要成分是碳。煤制氢的原理是用碳代替水中的氢元素产生氢气和二氧化碳,或通过煤的焦化(或高温干储)和煤的气化产生氢气等气体。煤焦化制氢是在隔离空气条件下,在9007000摄氏度下,炼焦。该工艺产生的气相副产物为焦炉气,其中氢气含量较高,约占焦炉煤气的5
3、5%60%也煤炭气化是利用温度和压力使煤中所含的有机物与气化剂发生反应,从而将固体煤转化为气体,在气体生成过程中产生二氧化碳、一氧化碳和氢气等气体。之后再对这些气态产物进行处理,一部分可以通过净化、分离、提纯从而得到具有一定纯度的氢,另一方面也可以使一氧化碳二次反应,然后通过水煤气变换反应,生成氢气,其次还能利用气化煤气与热解煤气的特性,利用二氧化碳和热解煤气里较大含量的甲烷(23%27%)进行重整反应制取氢气。尽管传统的制氢方法在工艺技术上是比较成熟的,但其对自然环境和生活环境所造成的污染都是无法避免,难以挽回的,再利用气态产物进行二次产氢的方法作为双气头煤基多联产工艺的关键技术,也具有较大
4、的应用潜力,在科学研究之中具有很大潜力。(2)煤浆电解制氢COUghIin和FarooqUe网在1979年提出了煤浆电解制氢,这种技术使得煤炭的产氢与清洁干净两功能在一定程度上增大了结合的可能性,在制氢领域做出了很大的贡献,该方法与传统的水电解相比较,这种方法在制氢过程中所需要的最小电压只有0.2IV叫比起水电解小很多。在煤浆电解制氢过程中,采用的作为催化剂催化反应,但由于成本高,这种贵金属不适合大规模工业应用。因此,为了克服这一窒碍,可以选择利用金属铝代替金属伯负载于碳纤维之上作为催化剂参与催化反应。(3)煤炭超临界水气化制氢该方法由西安交通大学多相流超临界水煤气化国家重点实验室提出。该方法
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