热处理对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

餐厨垃圾中有机物含量高,以沼渣为产氢菌种来源,利用餐厨垃圾为原料研究厌氧发酵制备氢气,研究通过热处理沼渣对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响。结果表明,餐厨垃圾是理想的厌氧发酵产氢底物,热处理能够有效的抑制耗氢微生物的活性,提高产氢气浓度。未加热处理发酵产气量大,氢气最大浓度为29%;100℃加热处理15 min发酵产氢气最大浓度为38%,产气量大;100℃加热处理30 min发酵产氢气最大浓度为35%,产气量下降。以餐厨垃圾为发酵底物微生物产氢发酵的最佳p H值为5.0~6.0。     

炼油厂从含氢气体中回收利用氢气的方案探讨

分析了兰州石化公司炼油厂的氢气平衡和含氢气体情况,探讨从含氢气体中回收利用氢气的技术方案,主要为利用加氢装置高压尾氢经脱硫后进入2.4Mpa氢气系统二次利用;利用加氢装置低压氢气、分馏塔塔顶气体经过PSA装置脱硫、提纯后进入1.3Mpa氢气系统二次利用。     

耦合变压吸附简化模型的提纯回用氢网络协调优化

采用变压吸附(PSA)装置提纯含氢流股并回用至加氢过程,可以缓解炼油厂氢气亏缺的现状。该文采用了变压吸附简化模型,构建了提纯回用氢网络模型,以氢公用工程用量为目标函数,建立优化的数学模型,使用商业优化软件GAMS(general algebraic modeling system)平台建模,用DICOPT(discrete and continuous optimizer)作为求解器。案例研究结果表明:变压吸附装置存在最优入口氢气纯度。当吸附和解吸压力比增大、吸附选择性减小时,变压吸附的氢气回收率增大,氢公用工程用量减小。从氢网络优化的角度来说,一味地增加变压吸附装置入口流股氢气纯度以提高回收率的手段并不可取。     

考虑提纯能耗的氢网络提纯优化

由于环保法规的日益严格以及原油的重质化使得炼厂迫切需要降低新氢消耗,提纯回用可降低新氢消耗,但是提纯过程将增加能耗。为了权衡两者变化关系以确定系统最优提纯流量,该文根据概念法确定氢网络公用工程节省量和夹点随流量变化线,综合考虑变压吸附提纯的相关费用,做出节省新氢费用-流量线和提纯费用-流量线,通过图像分析法确定最优的提纯流量和临界提纯流量。应用此方法对某石化企业氢网络分析结果为:该系统的临界提纯流量为4.8mol/s,最优提纯量为60.74mol/s,最优提纯流量下,新氢节约量为29.03mol/s,提纯后可节约费用2.41×10~6 US$/a。     

亚稳β型TB8钛合金置氢特性研究

文章采用高温气相充氢法对TB8钛合金进行常压置氢实验,以研究亚稳β型TB8钛合金的置氢特性,即氢气流速、置氢温度和置氢时间对置氢量的影响规律,并建立了相应的数学模型。结果表明,氢气流速越快,合金中氢的质量分数越高,最终达到饱和;置氢量随置氢温度的变化规律为先增加后降低,当达到峰值后遵从Sievert’s定律;随置氢时间的延长,置氢量逐渐增加,并最终趋于平衡。     

节能技术在氯氢处理中的应用

<正>氯氢处理工序在氯碱生产中起承上启下的重要作用,前道工序电解装置产生的高温湿氯气和湿氢气,经过氯氢处理工序洗涤、冷却、除雾后,加压输送给下游工序使用。近几     

动态氢气系统的静态分割综合与系统优化

针对炼厂生产工艺参数波动导致的氢气系统动态变化,提出基于氢气系统运行的历史数据进行静态分割综合的优化方法(static partitioning synthesis method,SPSM),建立了以总年度费用最小为目标的数学规划模型。考虑了系统中氢源的氢量和纯度的变化、氢阱需求氢量及氢气纯度范围、氢气压力波动和压缩机选型等因素对动态氢气系统优化的影响。以某炼厂的氢气系统为实例分析阐明了SPSM方法的可行性,并与传统的稳态优化方法进行了对比。SPSM方法考虑了工艺系统参数的波动,优化后导致氢气网络结构趋于复杂。氢气系统结构的复杂性使得氢气系统可适应参数波动,具有较宽的操作窗口。     

环保型电站制冷式氢气去湿装置的研究与开发

以环保型制冷剂R134a作制冷工质,采用适用于电力,制冷行业中的强化传热技术,在线湿度监测控制技术,氢路防爆技术等,研制开发了一套环保型电站制冷式氢气去湿装置,该装置2年来在湛江发电厂2#机组上运行状况表明：其去湿性能远超过目前发电厂采用的机械制冷氢气去湿设备,发电机组内氢气湿度能长期稳定在1．2－1．6g/m3,氢气露点温度严格控制在－10－15度之间,达到了发电厂对氢气湿度的最高要求指标,且无环境污染,有可靠的安全运行性能,该装置解决了长期以来困扰我国电力行业在氢冷发电机组因冷却氢气湿度超标而影响发电机安全运行的难题。     

氢还原竖炉的模拟分析

利用一组物料、热量守衡式及其他有关约束关系,建立了氢还原竖炉模拟模型,可定量考察消耗量、生成量和氮气、CO兑入成分、DRI金属化率、入炉煤气温度等的关系。模拟结果表明:兑入CO可使入炉煤气量从纯氢还原的1 650N·m3左右下降到1 200N·m3左右;当CO和H2的体积之比V(CO)/V(H2)约为0.6时,氮气兑入量约为0,竖炉能量利用最佳;当V(CO)/V(H2)体积比为0.3时,最佳氮气兑入成分约为11%;纯氢还原最佳氮气兑入成分约为25%;兑入氮气可以减少入炉氢气的量,但不能减少入炉气体的总量。对氢还原竖炉模拟结果可为其工艺设计、操作和节能等提供参考信息。     

中国车用氢能潜力分析

 分析了中国氢气应用和生产的现状,利用实际工业生产数据,根据工业氢气制取、转化的应用原理,得出了中国氢气消费总量与相关化工产品产量的数量关系,确定了目前中国工业氢气的生产能力和副产氢资源。采用情景分析方法,预测了2050年前燃料电池汽车发展对应的氢能需求及面临的供应选择。分析结果表明,根据目前中国的规模化工企业的生产现状,每吨合成氨耗氢量178.18~182.44kg,每吨甲醇耗氢量126.45~142.26kg,根据2007年中国合成氨和甲醇的产量,对应氢气消费量分别达920万吨和130万吨。根据中国炼油加氢工艺耗氢量和近年加氢裂化和加氢处理加工量,耗氢量达180万吨。合计中国工业氢气消费量超过1200万吨,年均增长速度9%。此外,中国是世界重要的烧碱、钢铁和焦炭生产大国,根据每生产1吨烧碱副产270m3氢气,氯碱工业每年副产氢气约41.57万吨,同时1m3的焦炉煤气可制取约0.44m3的氢气,中国焦炉煤气蕴含563.86万吨的副产氢资源。合计超过600万吨的副产氢资源可供应686万辆燃料电池大客车或2703万辆乘用车的运行,是未来重要的车用氢能来源。通过设定缓慢、中等、快速发展情景假设,中国副产氢资源可满足燃料电池汽车在缓慢情景下到2050年对氢能的需求,在中等和快速发展情景下分别支持到2046年和2040年对氢能的需求。     

纳米镍轻烧结体的氢吸附性能研究

在纳米镍粉中添加烧结剂,于不同低温下进行烧结得到轻烧结体,作为贮氢材料。采用BET装置,通过改变系统压力,测定氢气的吸附量,得出不同条件下纳米镍轻烧结体对氢气的吸附规律,确定纳米镍轻烧结体的最佳制备条件。最佳制备条件为:25%烧结剂,烧结温度400℃,烧结时间2 h。     

甲乙酮装置副产氢气提纯方法的选择

根据兰州石化公司甲乙酮装置副产氢气的组成,对比深冷法、膜分离法和吸附法等三种氢气提纯方法,认为,吸附法比较适合兰州石化公司甲乙酮装置副产氢气的提纯。并且对吸附法的工艺情况进行了介绍,确认提纯后的氢气能满足炼油厂加氢装置的要求。     

掺氢天然气管路结构对超声波流量计适应性计算流体力学仿真研究

氢气是实现降低温室气体排放的潜在能源载体。氢气输送是阻碍氢能大规模应用的薄弱环节。而掺氢天然气管路是实现氢气大规模、长距离、低成本输送的高效途径。但氢气掺入天然气会导致流速,压力等参数发生变化,影响超声波流量计的性能。因此,研究氢气和天然气的掺混过程及超声波流量计的适应性是很有必要的。本文构建T型管、单螺旋管、单螺旋+前收缩管掺混管路的三维模型,使用CFD方法分析管路结构和掺氢比对流场氢气浓度和混合气体速度分布规律的影响。通过比较,5%掺氢体积比时C型掺混管路为最佳模型,掺混均匀时的氢气摩尔分数约为4.92%;并分析超声波流量计的适应性,进而推荐具体安装位置。此研究内容为超声波流量计在掺氢天然气精确计量方面提供了参考。     

煤炭地下气化与制氢:技术集成与工艺耦合法

为了寻求清洁能源。充分利用煤炭资源,采用煤炭地下气化技术,通过应用膜分离法及PSA相结合方法来提高煤炭地下气化煤气中氢气质量分数。对于浓度低的,先用膜分离使其“提浓”,再进行PSA吸附,使其“提纯”。会得到高纯度氢气,同时其成本远远低于其他提氢方法。结果表明。煤炭地下气化方式制氢气是化石燃料制氢气的有效途径之一。     

氢冷发电机壳体气密性测试方法研究

氢气常被作为发电机主流冷却气体，但因氢气具有易燃易爆特性，因此保证氢冷发电机壳体具有良好的气密性至关重要。目前通常采用理想气体状态方程作差法来计算单日氢冷发电机壳体氢气泄漏量，但是这种方法的计算结果受到单个采样点影响较大。针对氢气泄漏量计算结果不稳定问题，本研究提出了一种基于拟合方程的发电机壳体单日氢气泄漏量计算方法。首先，采集容器内部压力与温度，并采用理想气体状态方程计算气体体积；其次，以时间作自变量气体体积作为因变量进行方程拟合，并根据拟合优度判定拟合有效性；最后，根据拟合方程斜率与经验公式计算单日氢气泄漏量。为了验证所提方法的有效性，采用SPL-H6型氢冷发电机壳体进行实验。实验结果表明，基于拟合方程不仅能够准确计算单日氢气泄漏量，且相比较于传统计算方式具有更好的稳定性，本文提出的氢气泄漏计算方法能够为氢冷发电机壳体气密性判定提供有效的理论指导。     

玉米秸秆发酵产氢研究

传统能源储量日益减少以及能源需求的不断增长使21世纪的能源问题面临巨大的挑战,人们越来越认识到可再生能源的巨大潜力和发展前景。利用农业固体废弃物和污泥联合厌氧发酵制氢,既可解决农业废物和污泥的环境污染问题,又可制备清洁的燃料能源,因此具有非常重要的研究价值。以厌氧活性污泥为接种物,以玉米秸秆为发酵底物进行发酵产氢实验,研究了不同秸秆粒径、预处理方法、发酵液pH值和金属离子对玉米秸秆发酵产氢速率以及产氢气量的影响。结果表明：玉米秸秆粒径越小越利于发酵产氢;经过H2SO4预处理后,玉米秸秆单位总产氢量大于经NaOH预处理样品;pH值为6左右可以提高玉米秸秆的发酵产氢气速率;Fe2＋和Mg2＋对发酵产氢效果有一定的影响。     

宁河井孔断层气梯度实验分析

在应用ATG-6118H痕量氢在线自动观测仪观测宁河痕量氢逸出气观测井氢气浓度的过程中,发现导气管在原始投放深度下氢气浓度的背景值较低。为了找到该井氢气浓度观测的最佳层位,并验证痕量氢浓度与井孔深度之间的关系。本文采用将导气管深度从0.5m处开始,每天下降0.5m,最终下降至4m处,观察氢气背景值浓度随抽气深度的日变化情况,并对实验数据进行定量分析,计算其浓度日均值和均方差的方法,给出该井氢气的最佳观测深度,绘制出井孔梯度图,作为日后观测的事实依据。     

掺氢天然气管道的分层现象

将氢气掺入现役天然气管道中混输是实现氢气大规模、长距离、低成本储运的有效方法,然而随着氢气的掺入,在氢气-天然气密度差的作用下掺氢天然气会呈现体积分数非均匀分布,造成管道局部氢分压和体积分数升高,进而导致管材失效引起泄漏。为降低掺氢天然气管道的安全风险,采用计算流体动力学方法,建立掺氢天然气混合模型,模拟储气瓶静置、管道停输和管道流动工况的氢气体积分数变化,研究掺氢天然气体积分数分布规律。结果表明：掺氢天然气在储气瓶存储和管道停输等静置过程中,氢气逐渐上浮到顶部,甲烷下沉到底部,出现明显的分层现象,且随着压力、掺氢比增大,温度和管径减小,管道重力方向的氢气体积分数梯度增大;掺氢天然气管道以非常小的流速运行时,氢气随着流动逐渐向管道顶部偏移,出现分层现象,且在低温、高压下更易分层;掺氢天然气管道适宜低压高速运行。     

应用电刷镀技术修复汽轮发电机转子轴颈磨损

国产200MW水-氢-氢冷发电机组。随着机组运行时间的增长,发现机组排补氢气的间隔时间逐渐缩短,氢气纯度和氢气压力下降较快。在对氢系统和密封油系统的多次原因查找和分析后,发现发电机转子轴颈严重磨损是造成发电机氢气问题的最本质原因。通过应用成熟、可靠的电刷镀修复技术,很好地将转子轴颈磨损修复,彻底解决了发电机氢气纯度和氢气压力下降快的问题。     

掺氢对二甲醚预混层流燃烧特性的影响

利用定容燃烧弹试验和化学反应动力学数值模拟相结合的方法,研究了不同氢气掺混比下的二甲醚-氢气-空气预混层流火焰特性,分析了氢气掺混量(掺氢比)对二甲醚预混层流燃烧速度、绝热火焰温度以及火焰中主要活化自由基的影响。试验结果显示:随掺氢比的增大,混合气体的层流燃烧速度、绝热火焰温度逐渐增大,且在掺氢比小于80%时增大幅度较小,在掺氢比大于80%时,增大幅度较大;掺氢比较小时,混合燃料燃烧初期,火焰中会有一定量的氢气生成,说明混合燃料燃烧过程中,二甲醚会被优先氧化分解,在掺氢比较小的混合燃料燃烧过程中二甲醚的氧化分解占主导地位;随掺氢比的增大,火焰中自由基的浓度逐渐增大,大掺氢比时H自由基浓度增大幅度更为明显,H自由基浓度随掺氢比增大的剧增导致层流燃烧速度的剧增。