车辆的OCN是多少?

氢和氧反应产生的能量。氢能是氢的化学能。氢在地球上主要以结合态的形式出现,是宇宙中分布最广的物质,构成了宇宙质量的75%。因为氢必须由水、化石燃料等含氢物质制成,所以是二次能源。工业上制氢的方法有很多,如水电解、煤气化、重油和天然气蒸汽催化转化等。氢能主要有以下优点:燃烧热值高,每千克氢气燃烧后的热量约为汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水,水是世界上最清洁的能源。资源丰富,可以从水中制取氢气,水是地球上最丰富的资源。目前,氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已经进入系统化实施阶段。

煤炭、石油等化石燃料的大量使用对全球环境造成了严重污染,甚至威胁到人类的生存。

威胁。与此同时,化石燃料的储量是有限的,并将随着过度开采而耗尽。因此,正在努力减少目前的情况。

虽然受管制的能源(如煤和石油)会造成环境污染,但清洁能源的开发和应用是大势所趋。氢能是理想的清洁能源之一,已经引起了人们的关注。氢气不仅是一种清洁能源,而且是一种优良的能源载体,具有可储存的特性。储能是合理利用能量的一种方式。太阳能和风能分散间歇发电装置与电网负荷的峰谷差或

大量廉价的电能可以转化为氢能储存,需要时再利用。这种储能方式灵活且分散。氢能也有潜力

传输的特性,比如在一定条件下将电能转化为氢能,比电力传输有一定的优势。科学家认为氢可以用于两种用途。

在十一世纪,能源阶段将成为决定性的能源。

l、制氢的方式

1.1电解水制氢。

电解水制氢是目前应用广泛且成熟的方法之一。以水为原料制氢的过程是氢气和氧气燃烧生成水。

逆过程,所以只要提供一定形式的能量,水就能分解。提供电能分解水产生氢气的效率一般在

75-85%,其工艺简单无污染,但耗电量大,因此其应用受到一定限制。电网峰谷差电解水制氢作为储能手段也有特点。我国水力资源丰富,利用水力发电和电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽,其中光电制氢的方法被称为太阳能氢能系统,国外已经开展了实验研究。随着太阳能电池能量转换效率的提高、成本的降低和使用寿命的延长,其制氢前景不可估量。同时,太阳能、风能、海洋能也可以通过电力产生氢气,并以氢气作为中间能源载体来调节和储存转换后的能量,使得对用户的能源供应更加灵活方便。供电系统多余的电能还可以用来电解水产生氢气,达到储能的目的。国内各种规模的水电解制氢装置有数百台,但都是小型电解制氢设备,其目的是制氢作为原料而非能源。随着氢能应用的逐步扩大,电解水制氢的方法将得到发展。

1.2化石燃料制氢

煤、石油和天然气制氢是目前制氢的主要方法。该方法在国内技术成熟,已建成工业化生产设备。

(1)煤制氢

在中国的能源结构中,煤炭将是未来很长一段时间的主要能源。如何提高煤炭的利用效率

减少环境污染是一个需要不断研究的课题,将煤转化为氢气是其途径之一。

从煤中生产含氢气体的方法主要有两种:一种是煤的焦化(或高温干馏),另一种是煤的气化。炼焦是指煤在隔绝空气的条件下,在90-1000℃下制成焦炭,副产品是焦炉煤气。焦炉煤气的组成含有55-60%(体积)的氢气、23-27%的甲烷和6-8%的一氧化碳。每吨煤可获得300-350m3煤气,可用作城市煤气。

它也是生产氢气的原料。煤气化是指煤在高温、常压或压力下与气化剂反应,转化为气体产品。气化

药剂为蒸汽或氧气(空气),气体产物中含有氢气等成分,其含量因气化方式不同而异。我国中小型制氢装置数量众多,均以煤为原料,气化后产生含氢气体作为合成氨原料。这是一种具有中国特色的氢源获取方法。采用OGI固定床气化炉,间歇操作可生产水煤气。该装置投资少,操作简单,其气体产品主要由氢气和一氧化碳组成,其中氢气可达60%以上,转化后可制得纯氢气。利用煤气化制氢,设备费用占投资的主要部分。煤炭地下气化方法近几十年来一直受到重视。地下气化技术有煤

资源利用率高,减少或避免对地表环境的破坏。中国矿业大学开发并改进了“长通道、大中断”

地面两段地下煤气化生产水煤气新工艺,氢气含量50%以上。已在唐山刘庄投入工业试运行,日产水煤气5万m3。如果经过转化和变压吸附提纯,可以生产廉价的氢气,在国内有一定的发展前景。我国在掌握煤制氢技术方面有很好的基础,特别是中小型合成氨厂的大量制氢装置遍布全国,为今后提供氢源创造了条件。中国自主研发的煤炭地下气化生产水煤气获取廉价氢气的工艺已经实现。

阶段性成果有发展前景,值得关注。

(2)以天然气或轻油为原料制氢。

在该方法中,在催化剂的存在下,通过与蒸汽的反应和转化产生氢气。主要发生以下反应:

CH4+H2O→CO+H2

一氧化碳+H2O→二氧化碳+赫兹

CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ

反应在800-820℃下进行。从上面的反应可以看出,一部分氢气来自水蒸气。通过这种方法获得的气体组

在我国,氢气含量可达74%(体积比),其生产成本主要取决于原材料价格。在中国,轻油价格高,产气成本贵,应用受到限制。大部分大型合成氨和甲醇装置都是以天然气为原料,催化水蒸气转化制氢。中国在这一领域做了大量卓有成效的研究工作,建造了大量工业生产装置。在中国,开发了间歇式天然气蒸汽转化工艺,为小型氨厂生产原料。该方法不需要采用高温合金转化炉,设备投资成本低。石油天然气制氢工艺已经非常成熟,但由于原料的限制,主要用于制备化工原料。

材料。

(3)以重油为原料,通过部分氧化制备氢气。

重油原料包括石油深加工后的常减压渣油和燃料油。重油与水蒸气和氧气反应产生氢气。

气体产品。部分重油燃烧为转化的吸热反应提供热量和一定的反应温度。通过这种方法生产的氢气产品的成本

原材料成本占三分之一左右,而重油价格低,所以人们重视。我国已建成大型重油部分氧化制氢装置,用于生产制氢原料。

1.3生物质制氢

生物质资源丰富,是重要的可再生能源。生物质可以通过气化和微生物制氢。

(1)生物质气化制氢

薪柴、麦秸、稻秸等生物质原料。被压制和成型,然后在气化器(或裂解炉)中气化或裂解以生产含氢燃料。我国在生物质气化技术的研究方面已经取得了一些成果。在国外,由于转化技术的提高,生物质气化已经能够大规模生产水煤气,其氢气含量也有了很大的提高。

(2)微生物制氢

微生物制氢技术也引起了人们的关注。氢气可以在常温常压下通过微生物的酶促反应产生。生物量

产氢微生物主要包括趋化微生物和光合微生物。属于化学营养微生物的是各种发酵类型。

一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌)发酵微生物,最初释放氢气的底物是各种碳水化合物、蛋白质等。当前可用

碳水化合物发酵制氢专利,产生的氢气作为发电的能源。光合微生物如微藻和

光合细菌产氢的过程与光合作用有关,称为光合产氢。

1.4其他制氢物质的制氢

国外已经对硫化氢制氢进行了研究。中国H25资源丰富。比如河北赵兰庄油气田开采的天然气,含H 90%以上,储量达数千万吨,是一种宝贵的资源。从硫化氢中生产氢气有多种方法。20世纪90年代,中国开展了各种研究,各种研究成果将为未来提供充分合理利用的宝贵资源和清洁能源。

奠定化学原料的基础。

1.5各种化学工艺中副产品氢的回收

有大量的化学过程,如电解盐制碱,发酵制酒,合成氨和化肥工业,石油炼制工业。

副产品氢气,如果采取适当的措施分离和回收氢气,每年可获得数亿立方米的氢气。这是不可接受的

被忽视的资源应该回收利用。目前化工厂副产氢气的回收可以提供更廉价的氢源,应该是

注意一下。

2.氢气的分解和运输

氢气在一般条件下以气态形式存在,给储存和运输带来很大困难。储氢有三种。

方法:高压气体储存;低温液态氢储存:金属氢化物储存。

2.l气体储存

气态氢可以储存在地下仓库或钢瓶里。为了减少储存体积,必须先压缩氢气,这就需要更多的压缩功。一般充气压力为20mp的高压钢瓶储氢重量只占1.6%;空间用钛瓶储氢重量

只有5%。为了提高储氢量,正在研究一种微孔储氢装置,即微球床。微球系统很薄

壁(1-10um)充满微孔(l0-10um),氢气储存在微孔中。微球体可以由塑料、玻璃、陶瓷或金属制成。

2.2、低温液态氢储存

氢气冷却到-253℃成为液体,然后储存在高真空绝热容器中。液态氢储存过程首先

用于航空航天时,其存储成本昂贵,安全技术复杂。目前,高隔热储氢容器是研究的重点,现在已经出了一种填充空心微珠的隔热容器。二氧化硅微珠的导热系数极小,颗粒非常细小。

颗粒间的对流传热可以被完全抑制,在非镀铝微球中掺入部分镀铝微球(一般约3%-5%)可以有效地

切断辐射传热。这种新型保温容器不需要抽真空,保温效果远优于一般高真空保温容器。

作为一种理想的液态氢储罐,美国国家航空航天局广泛采用了这种新型储氢容器。

2.3、金属氢化物储存

氢和氢化金属之间会发生可逆反应。当外部加热金属氢化物时,它分解成氢化金属和

释放氢气。相反,当氢和氢化金属形成氢化物时,氢以固体结合的形式储存在其中,用来储存氢的氢化金属。

大多数是由多种元素组成的合金。目前世界上已经研究成功的储氢合金有很多种,大致可以分为四类:一类是

稀土锇镍等。,每公斤锇镍合金可储存153L氢。二是铁钛系,是目前使用最多的储氢材料,其储氢量

是前者的4倍,而且价格低,活跃度高。还能在常温常压下释放氢气,给使用带来了极大的便利。第三种是镁,镁是吸氢量最大的金属元素,但需要在287℃释放氢,吸氢非常慢,所以用途有限。第四,钒、铌、锆等多元素体系,这些都是稀有贵金属,所以进一步研究氢化金属的化学和物理性质,包括平衡压力-温度曲线、反应生成和转化速率、化学和机械稳定性等。,仍是氢能开发利用中值得关注的问题。金属氢化物储氢装置有固定式和移动式两种,可作为氢燃料和氢材料的供应源,吸收余热和储存太阳能,也可用作氢泵或氢压缩机。

2.4、氢气运输

氢气虽然有很好的可运输性,但在使用过程中气态氢和液态氢都存在,不可忽视。

特殊问题,首先是因为氢特别轻,相对于其他燃料,单位能量在运输和使用中的体积特别大,甚至是液氢。其次,氢气特别容易泄漏。以氢气为燃料的汽车行驶试验证明,即使是真空密封的氢燃料箱,每24小时也有2%的泄漏率,而汽油一般一个月泄漏1%。因此,储氢容器、氢气管道、接头和阀门应采取特殊的密封措施。再次,液氢的温度极低,只要有一点点滴落在皮肤上就会发生严重冻伤,因此在运输和使用过程中要特别注意采取各种安全措施。

3.氢能的利用

早在第二次世界大战期间,氢就被用作A-2火箭发动机的液体推进剂。1960年,液氢首次被用作空间动力燃料。美国在1970年发射的阿波罗飞船使用的起飞火箭也是使用液氢作为燃料。现在氢是火箭领域常见的燃料。对于现代航天飞机来说,更重要的是减轻燃料自重,增加有效载荷。氢气的能量密度非常高,是普通汽油的3倍,这意味着燃料的自重可以减轻2/3,这对航天飞机无疑是极为有利的。现在的航天飞机是用氢气作为发动机的推进剂,纯氧分为氧化剂。液氢装在外部推进剂桶中,每次发射需要1450m3,重约100t。

现在科学家正在研究一种带有“固态氢”的宇宙飞船。固态氢被用作结构材料和航天器。

动力燃料。在飞行过程中,飞船上所有非重要的部件都可以转化为能量并被“消耗”。这样宇宙中的飞船

你可以飞更长时间。

氢是21世纪重要的能源载体。以氢气为燃料的燃料电池,燃烧时氢气和氧气结合生成水,是一种清洁发电技术,符合全球环保趋势。

目前,世界著名汽车制造商为了发展环保汽车,加紧更新传统车用燃料,决定采用氢能,掀起了发展氢能汽车的热潮。实验表明,使用氢燃料电池的汽车排放的碳只有传统内燃机的碳。

30%,造成的空气污染仅为内燃机的5%。美国汽车制造商协会预测,到2002年,美国将生产大约50万辆-

654.38+0万辆氢汽车。

除了汽车,从200年开始,美欧日将在飞机上推广氢燃料。据欧洲空中客车飞机公司称

据预测,最迟到2002年,欧洲生产的飞机可以大规模使用液氢作为燃料。由于液氢的工作温度为-253℃,因此有必要对目前的飞机燃油系统进行改进。德国戴姆勒-奔驰航空公司和俄罗斯国际航空公司从1996开始进行实验,证明在配备双引擎的喷气式飞机上使用液氢的安全性是充分的。此外,与汽油相比,氢气提供的能量是汽油的三倍,但即使是液氢也需要汽油的四倍体积,因此飞机设计师面临的任务是将传统机翼设计成可以容纳更多液氢的新结构。

我国对氢能开发和应用的研究还处于起步阶段,但随着技术的进步,环境对清洁能源的要求不断提高。

氢能的高利用率是发展的必然趋势,对氢源供应的需求势必与日俱增。在发展过程中,要结合我国的国情。

积极开展扩大氢源和降低价格的研究,以取得更好的经济效益和社会效益。

4.结束语

在不久的将来,“氢经济社会”将节约石油、煤炭等化石燃料资源,基本取消内燃机动力系统,实现无污染排放,缓解温室效应,让环境更清洁,空气更清新。同时,氢能的利用还将带动可再生能源设备:电解水设备、燃料电池、储氢装置等一系列新兴制造业,全面促进经济发展。核聚变电站、太阳能电站、风力电站、潮汐电站的发展可以进一步与氢能技术相结合,把人类的能源利用水平提高到一个新的水平。

总之,氢能的研发前景广阔。随着氢能应用领域的逐渐成熟和扩大,必然会促进制氢。

法律研究与发展。适合中国国情的廉价氢供应将进一步推动氢能的应用,为改善环境造福人类。

人们做出贡献。