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制氢工艺与技术
双击自动滚屏 发布者:zq1229 发布时间:2019/11/27 9:51:27 阅读:40次 【字体:
 

制氢工艺与技术
作者:     毛宗强、毛志明、余皓 著
出版社:     化学工业出版社
ISBN:     9787122317070
出版时间:     2018-06
版次:     1

内容简介
《制氢工艺与技术》介绍了氢气的工业生产过程与原理。为了满足当前对无碳氢气,即氢气生产过程“零CO2排放”的要求,本书介绍了可再生能源制氢,突出了风力制氢和生物质能制氢;还介绍了核能制氢、氨气制氢、硼氢化钠催化水解制氢、硫化氢分解制氢、金属粉末制氢等目前尚未工业化生产但完全的“零CO2排放”的制氢技术。对于通常排放CO2的烃类制氢工艺,本书介绍了其制得氢和炭黑的独特工艺,从而使其成为另一种“零CO2排放”的制氢方法。本书适合从事或准备进入氢能领域的企业家、投资家、政策决策者阅读,可供从事能源研究的工程技术人员、高等学校相关专业的教师和学生参考,也适合从事能源领域的科技人员和管理人员及一般读者阅读。
作者简介

毛宗强,清华大学教授,国际知名氢能专家。

国际氢能协会(IAHE)副主席,

国际氢能标准委员会(ISO/TC197)副主席,

《国际氢能经济合作伙伴(IPHE)》

氢能教育专家,国际氢能杂志(IJHE)客座编辑。

中国可再生能源学会氢能专业委员会(CAHE)前主任委员。

全国氢能标准技术委员会(SAC/TC309)前主任。

2003~2016年,在清华大学开设研究生学分课《氢能工程》,为全国高校首次。已在国内外刊物及会议发表200余篇文章、申请多项专利、出版多本氢能专著。

毛志明,2002年毕业于清华大学软件学院。

长期从事节能环保、氢能与燃料电池项目研发,包括:贵州火电企业能源审计,山西河津HCNG母站及HCNG重型卡车示范运行(获2014年国际氢能学会艾仁?鲁道夫奖),吉林长岭风电制氢国家示范项目,固定式与车用燃料电池发电系统,参与《车用压缩氢气天然气混合燃气》、《通信用氢燃料电池供电系统》国家标准编制,参与相关国际公司并购。

2015年编著出版《氢气生产及热化学应用》。

现为北京华氢科技有限公司总经理。

 

余皓,华南理工大学化学与化工学院,教授,博士生导师。2005年毕业于清华大学化学工程系,获学士、博士学位,随后到华南理工大学任教至今;2012~2013年期间在美国加州大学洛杉矶分校化工系访问研究。2013年入选教育部新世纪人才;2012年获得广东省自然科学基金杰出青年基金。主要研究方向:

(1)纳米材料及其催化特性

2)可再生资源催化制氢新技术等。发表SCI收录文章170余篇,授权专利10余项。

目  录

0绪论/1

0.1氢气是“全能”的高级能源并可能成为下一个“主体能源”/1

0.2氢在减排温室气体中的重要地位/2

0.3多种多样、丰富多彩的制氢方法/3

0.3.1根据制氢原料分类/3

0.3.2根据制氢原理分类/4

0.4我国是世界产氢第一大国,化石燃料是目前制氢主力/5

0.4.1全国煤炭、天然气制氢潜在产能/5

0.4.22016年全国氯碱、甲醇、合成氨的副产氢气产能/5

0.5氢能是二次能源吗?/6

第1章煤制氢/9

1.1传统煤制氢技术/10

1.2煤气化制氢工艺/10

1.2.1煤的气化/10

1.2.2一氧化碳变换/11

1.2.3酸性气体脱除技术/11

1.2.4H2提纯技术/12

1.2.5“三废”处理/12

1.3煤制氢国内外发展现状/12

1.3.1国外煤制氢发展状况/12

1.3.2国内煤制氢发展状况/13

1.4煤气化技术/13

1.4.1固定床气化技术/13

1.4.2流化床气化技术/14

1.4.3气流床气化技术/14

1.5煤制氢技术经济性/16

1.5.1煤制氢与天然气制氢的经济技术指标对比/16

1.5.2煤制氢技术经济影响因素分析/18

1.6煤制氢前景/19

1.7褐煤制氢/20

1.7.1背景介绍/20

1.7.2工艺介绍/21

1.7.3成本计算及CO2排放量/23

1.7.4总结与展望/24

1.8煤炭地下气化制氢/25

1.8.1煤炭地下气化研究综述/25

1.8.2国外煤炭地下气化/25

1.8.3我国的地下煤气化试验/26

1.8.4地下煤气化制氢前景/27

1.9煤制氢零排放技术/28

1.10电解煤水制氢/29

1.10.1电解煤水制氢的研究现状和前景/29

1.10.2电解煤水制氢的反应机理/30

1.10.3电解煤水制氢技术的特点/33

1.11超临界煤水制氢/35

1.11.1概论/35

1.11.2我国研究情况/35

1.11.3国外研究情况/37

1.11.4展望/37

1.12煤/石油焦制氢/38

参考文献/38

第2章天然气制氢/42

2.1天然气在含氧(元素)环境下的制氢技术/42

2.1.1基本原理/42

2.1.2技术进展/43

2.1.3关键设备/47

2.1.4优点与问题/49

2.2天然气无氧芳构化制氢工艺/49

2.2.1基本原理/49

2.2.2制氢工艺/50

2.2.3设备/53

2.2.4优点与问题/53

2.3天然气直接裂解制氢与碳材料工艺/53

2.3.1基本原理/53

2.3.2制氢气工艺/54

2.3.3反应设备/57

2.3.4优点与问题/59

参考文献/59

第3章石油制氢/63

3.1石油制氢原料/63

3.2制氢工艺简介/64

3.2.1石脑油制氢/64

3.2.2重油制氢/64

3.2.3石油焦制氢/65

3.2.4炼厂干气制氢/65

3.3石油原料制氢经济/66

参考文献/67

第4章可再生能源制氢/68

4.1太阳能制氢/68

4.1.1太阳光直接分解水制氢/68

4.1.2太阳光热化学分解水制氢/73

4.1.3太阳能发电、电解水制氢(PTG)/73

4.2生物质能制氢/74

4.2.1生物质生物发酵制氢/75

4.2.2生物质化工热裂解制氢/76

4.2.3生物质制乙醇、乙醇制氢/79

4.3风能制氢/84

4.3.1风电制氢/84

4.3.2风氢能源系统(WHHES)介绍/85

4.3.3应用范例/86

4.3.4吉林省长岭县龙凤湖20万千瓦风电制氢及HCNG示范项目介绍/87

4.4海洋能制氢/89

4.4.1潮汐能/89

4.4.2波浪能/89

4.4.3温度差能/89

4.4.4海流能/90

4.4.5海洋盐度差能/90

4.4.6海草燃料/91

4.4.7海洋能制氢前景/91

4.5水力能制氢/91

4.5.1水力能资源/91

4.5.2水力能发电制氢/91

4.5.3水力能制氢优势/92

4.6地热能制氢/92

参考文献/92

第5章太阳能光解水制氢/96

5.1光催化研究开端/96

5.2光催化分解水的基本原理/97

5.2.1光催化分解水过程/97

5.2.2光催化分解水反应热力学/97

5.2.3光催化分解水反应动力学/98

5.3研究进展/99

5.3.1分解水制氢光催化剂/99

5.3.2提高光催化剂分解水制氢效率的方法/101

5.3.3光催化分解水制氢反应器/103

5.4结论与展望/109

参考文献/109

第6章生物质发酵制氢/113

6.1基本原理/113

6.2研究进展/114

6.2.1接种物的选择以及处理方式/114

6.2.2反应pH值/116

6.2.3温度/116

6.2.4原料/116

6.2.5反应器/117

6.3案例介绍/117

6.4优点与问题/119

参考文献/119

第7章生物质热化学制氢/122

7.1生物质简介/122

7.2生物质热解制氢/123

7.2.1生物质热解反应/123

7.2.2生物质热解制氢的影响因素/125

7.2.3生物质热解制氢反应器及技术/130

7.3生物质气化制氢/133

7.3.1生物质气化原理/134

7.3.2气化介质/134

7.3.3气化炉及工艺/135

7.3.4生物质气化过程强化/137

7.3.5生物质超临界水气化制氢/138

7.4生物油制氢技术/139

7.4.1生物油简介/139

7.4.2生物油蒸汽重整制氢/139

7.4.3生物油自热重整制氢/140

7.4.4生物油重整制氢反应器技术/141

7.5生物质热化学制氢技术评述/143

7.5.1生物质热化学制氢的技术经济性/143

7.5.2生物质热化学制氢的CO2排放/144

参考文献/145

第8章核能制氢/149

8.1核能制氢技术/149

8.1.1核能制氢主要工艺/150

8.1.2核能制氢用反应堆/153

8.2核能制氢国内外研究进展/154

8.2.1日本/155

8.2.2美国/155

8.2.3法国/155

8.2.4韩国/156

8.2.5加拿大/156

8.2.6中国/157

8.3核能制氢的经济性与安全性/160

8.3.1经济性/160

8.3.2安全性/161

8.4核能制氢的综合应用前景/162

8.4.1核能制氢——氢冶金/162

8.4.2其他/164

参考文献/165

第9章等离子体制氢/167

9.1等离子体简介/167

9.2等离子体的制备/168

9.3等离子体制氢研究现状/169

9.4等离子体制氢的优缺点/173

参考文献/174

第10章汽油、柴油制氢/175

10.1基本原理/175

10.2研究进展/176

10.2.1汽油、柴油制氢工艺/176

10.2.2设备/179

10.3优点与问题/181

参考文献/181

第11章醇类重整制氢/184

11.1甲醇制氢/184

11.1.1甲醇水蒸气重整制氢/184

11.1.2甲醇水相重整制氢/189

11.2生物燃料乙醇制氢/189

11.2.1乙醇直接裂解制氢/191

11.2.2乙醇水蒸气重整制氢/191

11.2.3乙醇二氧化碳重整制氢/193

11.2.4乙醇制氢催化剂/194

11.3醇类重整制氢反应器及技术/198

11.3.1固定床反应器/199

11.3.2微通道反应器/200

11.3.3微结构反应器/203

11.3.4膜反应器/205

11.4电催化强化乙醇制氢/208

11.5等离子体强化乙醇制氢/208

11.6甲醇、乙醇制氢技术的特点和问题/209

11.6.1甲醇、乙醇制氢的技术经济性/209

11.6.2甲醇、乙醇制氢的CO2排放/209

11.6.3制氢与燃料电池耦合系统/209

参考文献/212

第12章甘油重整制氢/217

12.1背景及甘油的来源/217

12.2甘油的物化性质/218

12.3甘油水蒸气重整制氢/219

12.3.1热力学分析/220

12.3.2反应机理/221

12.3.3催化剂/223

12.4甘油水相重整制氢/229

12.5甘油干重整制氢/231

12.6甘油光催化重整制氢/231

12.7甘油高温热解法重整制氢/232

12.8甘油超临界重整制氢/232

12.9甘油吸附增强重整制氢/232

12.10甘油制氢技术的CO2排放/237

12.11甘油制氢技术的经济性/237

参考文献/239

第13章甲酸分解制氢/243

13.1基本原理/243

13.2甲酸的来源/243

13.3甲酸分解催化剂/245

13.3.1均相催化剂/245

13.3.2非均相催化剂/252

13.4甲酸分解制氢技术及设备/258

13.5甲酸分解制氢技术的优点和问题/259

参考文献/260

第14章氨气制氢/264

14.1氨制氢原理/264

14.1.1氨分解制氢的热力学/264

14.1.2氨分解制氢的动力学/265

14.1.3热催化法分解氨气制氢/267

14.1.4等离子体催化氨制氢新工艺/268

14.2氨制氢的设备/268

14.3其他氨分解制氢方法/268

14.4和甲醇制氢比较/269

参考文献/270

第15章烃类分解生成氢气和炭黑的制氢方法/272

15.1烃的定义及制氢方法/272

15.2烃类分解制取氢气和炭黑方法/272

15.2.1热裂解法/272

15.2.2等离子体法/273

15.3天然气催化热裂解制造氢气和炭黑(TCD)/273

15.3.1传统的天然气热裂解/273

15.3.2天然气热裂解制氢气和炭黑的新方法/273

15.3.3天然气催化热裂解制造氢气和炭黑(TCD)/274

15.4热分解制氢气和炭黑与传统方法的比较/274

15.4.1分解甲烷的能耗/274

15.4.2氢气产品的能耗与原料消耗/275

15.4.3排放CO2比较/275

15.4.4能量利用比较/275

参考文献/275

第16章NaBH4制氢/276

16.1基本原理/276

16.2研究进展/277

16.2.1NaBH4制氢工艺/277

16.2.2设备/279

16.3优点与问题/281

参考文献/281

第17章硫化氢分解制氢/282

17.1硫化氢分解反应基础知识/282

17.1.1反应原理/282

17.1.2热力学分析/282

17.1.3动力学研究/283

17.1.4动力学反应机理/283

17.2硫化氢分解方法/284

17.2.1热分解法/284

17.2.2电化学法/285

17.2.3电场法/286

17.2.4微波法/286

17.2.5光化学催化法/286

17.2.6等离子体法/286

17.3主要研究方向/288

参考文献/289

第18章金属粉末制氢/290

18.1什么金属能制氢/290

18.2铝制氢/291

18.2.1Al-H2O体系/291

18.2.2铝制氢设备/295

18.3镁制氢/295

18.4锌制氢/296

18.5铁制氢/297

18.6结语和展望/297

参考文献/297

第19章液氢/299

19.1液氢背景及性质/299

19.1.1液氢性质/299

19.1.2液氢外延产品/299

19.2液氢用途/302

19.3液氢的生产/302

19.3.1正氢与仲氢/302

19.3.2液氢生产工艺/303

19.3.3液氢生产典型流程/305

19.3.4全球液氢生产/307

19.3.5液氢生产成本/308

19.4液氢的储存与运输/309

19.4.1液氢储存/309

19.4.2液氢运输/310

19.5液氢加注系统/312

19.5.1液氢加注系统/312

19.5.2防止两相流的措施/312

19.6液氢的安全/313

19.7中国液氢/314

19.8小结/315

参考文献/315

第20章副产氢气的回收与净化/317

20.1变压吸附法/318

20.1.1背景/318

20.1.2氢气分离的各种方法比较/318

20.1.3变压吸附制氢工艺/319

20.1.4变压吸附在氢气分离中的应用与发展/323

20.2膜分离法/325

20.2.1有机膜分离/325

20.2.2无机膜分离/330

20.2.3液态金属分离/331

20.3深冷分离法/332

20.3.1低温吸附法/332

20.3.2工业化低温分离/333

参考文献/333

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