对大庆油田深层气田气源的讨论

大庆油区三肇凹陷发现了不少中小型气田,分析其来源有无机成因与有机成因两大类;分析其组成也有烷烃气与非烃气两大类.在非烃气中有二氧化碳、氢气、氮气等常规非烃气体,也有号称惰性气体的稀有气体.在稀有气体中除有常见的氦、氩气体外,还发现有不常见的氖气.根据"稀有气体、稀土元素与某些元素的同位素,可以追踪油气与金属矿床的物质来源、运移机制与富集规律"的原理,分析烃气、非烃气及稀有气体的同位素后发现,烃气与非烃气的来源大多数为地球深部的无机成因气.不仅在勘探区内有所发现,在已开发的大庆油田内近几年来也发现非烃气随伴生气的增加而增加,其同位素地球化学特征也反映为无机成因,与原油的成因完全不同.

一步法生产氢气

Caloric Anlageubau GmbH正准备将由天然气、丙烷或石脑油生产氢气的工艺工业化.整个过程在一个催化蒸汽转化步骤中完成,接着采用传统的变压吸附在15巴下获得纯度为99.999%的氢气.将预转化,转化及CO变换组合为一个步骤,整个工艺的设备费用降至传统蒸汽转化工艺的三分之二.催化剂为标准的镍转化催化剂,操作温度较传统转化器的低.在产能为50 m3/h条件下,产品费用为0.45 美元/m3,而传统的天然气蒸汽转化为0.68 美元/m3.该工艺对于提高至300～400 m3/h的产能亦是经济的.

基于微热板技术的氢气传感器

新型固态氢气传感器将新颖的氢化金属薄膜与带微热板的微机电(MEMS)系统结构相结合.微热板结构通过硅表面微加工制作,产生带有嵌入式加热器并与衬底绝热的悬置平台.涂覆钯保护层的稀土金属薄膜淀积在这个结构上,用作主动氢气敏感层.当敏感元件暴露在氢气中时,这两层的电阻变化就是传感器的输出.对空气中0.25%氢气的响应时间为亚秒(低于ls).可测量低于200ppm的氢气浓度.传感器的上升时间和下降时间取决于微热板的有效温度,且随加热器功率的增加而变短.上述结果表明,该器件满足微量氢气测量的敏感需求.

三组元发动机燃烧稳定性试验

设计了气氢/液氧/煤油三组元双工况模型发动机,对不同燃烧室压力、燃料比例、喷注器的结构、燃烧室长度、混合比条件下的高频燃烧稳定性进行了试验.试验中观察到低频和高频自激燃烧不稳定,有限的试验表明,较大的缩进比和较小的旋流数有利于燃烧稳定.提高燃料中氢气的比例＞10%时,有利于燃烧稳定;但氢气对烃氧燃烧稳定性的提高不是绝对的,氢气在燃料中的比例达39%时,燃烧室内仍存在压力为0.13MPa的压力脉动.

旋转爆轰流场的数值模拟

基于带化学反应的二维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对充有当量比的氢气-空气预混气和空气的环形旋转爆轰流场,从点火燃烧到发展成旋转爆轰的过程进行了数值模拟.根据数值结果分析了波后流场中爆轰产物受激波、高温和离心力等作用而挤向外壁,形成有利于充入燃料,实现持续稳定旋转爆轰的流场特征.还讨论流场中爆轰波、激波与间断面和内外壁面反射或折射,从而形成多个激波相交的波系特征.为认识和理解旋转爆轰流场,开展旋转爆轰的实验研究等具有现实的指导意义.

应用修正的k-ε模型研究超声速H2/Air燃烧

为了研究超声速燃烧中流体可压缩性的影响,对标准k-ε湍流模型进行可压缩性修正(包括结构可压缩性修正和膨胀可压缩性修正两部分).分别应用标准k-ε模型、修正的k-ε模型和雷诺应力模型(RSM),考虑氢气/空气详细化学反应机理(GRI-Mech 2.11机理,10组分,28基元反应),数值模拟有壁面限制的超声速混合层冷态及热态流场.结果表明:壁面和燃烧对湍流影响都很大;修正模型对冷态以及燃烧场的预测结果优于其它两个;修正模型预测的混合层厚度更薄,燃烧区域更窄,与实验结果吻合地更好.

脉冲爆震发动机外流场数值模拟及实验

通过实验和数值方法,对脉冲爆震发动机(Pulse Detonation Engine,PDE)外流场进行了可视化研究.实验中采用YA-16高速阴影系统,拍摄了爆震外流场的时序阴影照片.对高温火团引发的氢气-氧气-氮气爆震过程和管内、外流场分布进行轴对称数值模拟,其中考虑了包含19个基元反应和9种组份的H2-O2-N2详细化学反应动力学机理.根据计算结果,由计算光学获得爆震外流场的时序计算阴影图.数值计算结果和实验结果基本一致,均形象地描述了管外流场的变化.根据实验和数值计算结果,详细地讨论了涡环和悬吊激波产生的动力学机理及其发展变化过程.

多孔介质内甲烷超绝热燃烧制氢联合概率密度模拟

为探索甲烷在多孔介质内超绝热燃烧裂解制氢的机理,采用计算流体力学与详细化学反应机理相结合的方法,使用标准k-ε湍流模型、联合概率密度函数和一个20组分,84步基元反应的详细化学反应机理,模拟了甲烷在直径为3 mm的Al2O3圆球堆积成的多孔介质内的燃烧,模拟结果与试验数据基本吻合.模拟结果显示:多孔介质内甲烷的燃烧温度比绝热燃烧温度超出数百摄氏度,富燃条件下氢气和一氧化碳大量生成.另外,采用的详细化学反应机理适用于多孔介质内甲烷燃烧时各向异性火焰的数值模拟.

燃料电池中甲醇制氢重整器的研制进展

阐述了燃料电池上甲醇重整制氢的现实意义,综述了甲醇重整器的工艺流程和组成单元.典型的燃料电池甲醇重整器一般由原料供应单元、甲醇重整单元、热量循环单元和重整气净化单元组成,重点介绍了各个组成单元的开发研制情况,并对甲醇重整器的整体研究现状进行了评述和展望.

柴油部分氧化重整制氢

采用浸渍法制备以γ-Al2O3为载体、稀土元素为助剂的多金属Pt系催化剂PtLaCoFeNi/γ-Al2O3;基于固定床反应器研究了催化剂的还原条件、催化活性及抗析碳性;通过单因素实验和正交实验分别研究了温度、水碳比、液空速、氧碳比四因素对柴油部分氧化重整制氢工艺的影响,并确定了最适宜的工艺条件为:温度680℃、液空速0.12 h-1、氧碳比0.2、水碳比20,此时每摩尔柴油可产氢38.5摩尔.

三元乙丙橡胶新牌号J-3060P合成开发

采用从日本三井石油化工株式会社引进的年产2万t乙丙橡胶工业生产装置,成功开发了树脂改性用高档乙丙橡胶新牌号J-3060P.该牌号以V-Al为催化体系、己烷为溶剂,采用氢气为分子量调节剂,合成的工业化产品经北京橡胶工业研究设计院及国内代表性应用厂家检测,产品性能与国外同类产品质量水平相当,填补了国内空白.

氩气保护条件下碳对AM60镁合金组织性能的影响

在氢气保护精炼条件下研究了煤粉、石墨粉、碳纤维等形态的碳元素对AM60镁合金组织与性能的影响,探讨了C元素对其合金组织的细化机理.研究结果表明,在AM60镁合金中加入少量不同形态的碳元素能有效地改善其显微组织,使AM60镁合金的铸态室温力学性能有了不同程度的提高;当碳以纤维状态加入时,合金室温铸态力学性能的提高幅度最大,其抗拉强度和延伸率分别达到了242.4 MPa和13.2%,分别在原合金的基础上提高了23%和2.5倍.

铜钼基多元材料的制备及其光催化产氢特性

以四硫代钼酸铵和氯化亚铜为原料,合成了一系列铜钼基新型多元材料催化剂,利用X射线衍射(XRD)、UV-Vis漫反射光谱、X射线荧光(XRF)等化学物理手段对其进行表征,制备的样品结晶度较高,显示出较强的光吸收特性,同时研究了催化剂在可见光条件下的光催化制氢性能,考察了反应温度和反应时间对该系列催化剂产氢活性的影响.结果表明:在160℃条件下水热24h合成的催化剂的可见光产氢活性最高,平均产氢速率为24.64μmol·g-1·h-1,420nm处的表观量子效率达到0.86%.

氢气站4号电解槽电气内部过电压解决措施

武钢氧气公司氢气站是生产氢气的车间.该车间4台电解槽中4号电解槽是产量最大、效能最高的电解槽.由于电解槽生产厂家设计的原因,该电解槽投产以来经常烧坏可控硅元件,给生产造成了很大的损失.对其问题进行了分析,有效地解决了问题.

超临界水中褐煤制氢过程分析

以超临界水中褐煤制氢过程的能耗分析为目的,构建了3种超临界水与煤反应的系统方案,并分别对其进行了热量和质量衡算及能效分析.结果表明,CaO-换热方案的冷煤气效率为68.3%,与常规煤气化制氢工艺相比,工艺简单且热集成度高,达到了较高的冷煤气效率.CaO-发电方案为制氢和超超临界发电过程的耦合,冷煤气效率为17.0%,热效率达46.9%,实现了SCW中煤部分燃烧并将水直接加热,添加CaO可将煤气化和燃烧产生的CO2和污染物固定并提供体系需要的热量,与超超临界锅炉发电相比,在吨蒸气煤耗相同的条件下还可产生H2和CH4.SCW制氢-联产活性炭方案冷煤气效率为54.1%,热效率达74.7%,实现了产品

二硫代钨酸铵晶体的合成、表征与热分解机理的研究

本工作用偏钨酸铵和硫化铵为原料,在水溶液中合成二硫代钨酸铵晶体[(NH4)2WO2S2].用紫外-可见光谱(UV-Vis)的方法研究了二硫代钨酸铵晶体的形成机理.采用元素分析、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光拉曼光谱(LRS)等对化合物进行了表征.结果表明采用该方法制备出的二硫代钨酸铵晶体,晶型良好.热重-差热分析(TG-DTA)、原位X射线衍射(in situ XRD)和FTIR等结果表明二硫代钨酸铵晶体在氢气气氛下的热分解主要发生在160～450℃之间,分两步进行,首先分解为{WOS2},随后转化为二硫化钨.

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/A12O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20%时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h-1条件下,甲醇转化率为95.5%,氢气选择性为100%.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0%以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,

基于PLC的双床式氢气净化单元控制系统的改造与实现

在老式吸附床的控制系统中,由于控制元件的老化,使设备故障率增大,氢气净化的质量受到影响,降低了后期的产品质量.本文讨论了基于PLC的双床式氢气净化控制系统的改造和实现,以及上位机和下位机的软件编程的方法和技巧.

生物质超临界水气化制氢产物多元气液相平衡

利用PC-SAFT热力学模型,研究生物质超临界水气化制氢系统中气液分离器中压力及温度对气体产物分离的影响.结果表明,随着分离器压力的升高,气相产物中H2、CH4的摩尔含量增加,CO2摩尔含量迅速降低,H2和CH4的产气量有所下降,CO2的产气量迅速下降.在计算温度范围内,温度的升高使H2和CH4在气相中的摩尔含量降低,CO2的摩尔含量升高.

基于径向基函数神经网络法识别变压器油中微量特征气体

研究了采用气敏阵列与神经网络技术检测混合气体浓度的一种新方法,并将其应用于探测变压器油中微量特征气体.实验检测了φ(H2)为0～5×10-6和φ(C2H2)为1×10-6～13×10-6的混合气体,结果测得氢气绝对误差最大值为0.17×10-6,乙炔绝对误差最大值为0.53×10-6.可见,该方法有效地提高了气敏元件的选择性,使混合气体浓度测量的准确性显著提高.

天然气掺氢火花点火发动机性能与排放研究

在一台燃用CNG/H2混合燃料的火花点火发动机上,开发了一个电子控制单元(ECU)来控制发动机点火提前角和混合气浓度,并研究了不同掺氢比(氢气的体积分数分别为0%、10%、20%和26%)对发动机性能和排放的影响.研究结果表明:天然气掺氢后发动机功率和有效热效率有所降低;在相同过量空气系数下,随着掺氢比的增加,发动机的最佳点火提前角推迟,HC、CO2排放得到降低,NOx排放有所增加.掺氢后可以提高发动机的稀燃极限,在稀燃下可以得到较低的HC、CO、CO2和NOx排放.

S、La3+共掺杂TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能

采用溶胶一凝胶法制备了S、La3+共掺杂TiO2可见光光催化剂.通过UV-Vis DRS、XRD、XPS、电化学等手段对催化剂进行了表征.以可见光光催化制氢为探针反应考察了催化剂的活性.结果表明:两种元素掺杂没有改变TiO2的晶型,但掺杂后增强了TiO2晶格畸变;La3+掺杂显著地提高了S/TiO2的可见光活性.相对于纯TiO2和S/TiO2,S、La3+共掺杂时TiO2的粒径更小,平带电位负移更明显,光的吸收边带红移更显著.当S、Ti的量比,n(S)/n(Ti)为5:1、La3+掺杂量(质量分数)为0.75%、煅烧温度为450℃时,La3+/S/TiO2的光催化活性最高.

高温气冷堆在我国的发展综述

高温气冷堆采用全陶瓷型包覆颗粒燃料元件,以石墨为慢化剂和堆芯结构材料,以氦气为冷却剂.高温气冷堆主要特点是具有固有安全性,经济性好,发电效率高,工艺热应用广泛,如可核能制氢等.国际核能界通过几种先进堆型的综合评估,认为高温气冷堆很有潜力成为第四代核能系统的优先发展堆型之一.本文简要介绍了高温气冷堆的主要技术特性,综述了高温气冷堆在我国的发展情况.在国家的大力支持和有关部门的有力领导下,我国高温气冷堆的产业化进程将不断向前推进.

2007年美国总统绿色化学挑战奖项目评述

介绍了2007年美国总统绿色化学挑战奖的获奖项目.5个奖项分别是:①俄勒冈州立大学的Li K.C.教授与哥伦比亚木业公司以及赫克力士集团公司合作开发了用大豆粉为原料制备黏合剂的替代品,获得了绿色合成路线奖.②Headwaters技术公司利用纳米技术开发出了一种新型催化剂,实现了直接由氢气和氧气合成双氧水,获得了绿色反应条件奖.③嘉吉公司以可再生的生物质资源为原料合成出了己内酯多元醇用以替代石油基多元醇,获得了设计绿色化学品奖.④NovaSterilis公司发明了采用二氧化碳的灭菌新技术利用超临界二氧化碳和一种过氧化物进行医疗灭菌的环境友好技术,获得了小企业奖.⑤德克萨斯州大学的Krische

玉米秸秆发酵制氢影响因素及变化规律研究

在批式和小试实验的基础上,以牛粪堆肥作为菌种来源,以玉米秸秆作为发酵底物,进行了5L和30L规模的产氢对比实验,对玉米秸秆厌氧发酵制氢的影响因素及变化规律进行了研究.结果表明,前期小试实验条件在放大试验产氢过程中能够取得很好的产氢效果,影响因素的变化也有类似的规律性.其中主要影响因素为温度、pH、底物浓度、底物停留时间、搅拌转速以及溶液中的微量营养元素-重金属离子等,最适宜的温度为37℃,最佳pH为5.0～5.2.