氫的制取與儲存課件

氫的制取與儲存新能源汽車技術(shù)氫的制取與儲存一氫的制取目前主要利用化石燃料制氫，還采用電解水的方法制氫。近年來，隨著對大規(guī)模制氫需求的提高及技術(shù)的發(fā)展，一些環(huán)保的、低成本的、新型的制氫方法，如太陽能制氫、生物制氫、熱化學(xué)分解水制氫等方法應(yīng)運而生，它們將逐漸成為大規(guī)模制氫的主流。氫的制取與儲存1.化石燃料制氫2.利用工業(yè)生產(chǎn)的含氫尾氣制氫3.電解水制氫一氫的制取4.其他制氫方法1.化石燃料制氫天然氣制氫可采用天然氣蒸汽重整、部分氧化和自熱重整等方法。氫的制取與儲存氫的制取與儲存①天然氣蒸汽重整②天然氣部分氧化（1）天然氣制氫③天然氣自熱重整氫的制取與儲存①天然氣蒸汽重整首先清除天然氣中的硫化物，然后和水蒸氣混合，送入內(nèi)部有鎳-氧化鋁催化劑的反應(yīng)器，同時從外部加熱，生成CO和H2，其反應(yīng)式為氫的制取與儲存①天然氣蒸汽重整接著發(fā)生水-氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)，將CO和H2O轉(zhuǎn)化成CO2和H2，其反應(yīng)式為氫的制取與儲存①天然氣蒸汽重整隨著反應(yīng)的進行，水蒸氣有可能被CO2取代，其反應(yīng)式為氫的制取與儲存②天然氣部分氧化天然氣可在氧氣中部分氧化生成合成氣(水煤氣)，反應(yīng)式為

氫的制取與儲存③.天然氣自熱重整天然氣自熱重整是結(jié)合天然氣蒸汽重整和部分氧化的一種新方法，是指在氧氣內(nèi)部燃燒的反應(yīng)器內(nèi)完成全部烴類物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的過程。部分氧化是個放熱反應(yīng)，它放出的熱量可提供給蒸汽重整過程，這樣既可限制反應(yīng)器內(nèi)的最高溫度，又可降低能耗。天然氣自熱重整的總反應(yīng)式為氫的制取與儲存煤氣化指煤與氣化劑在一定的溫度、壓力等條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為煤氣的工藝過程。煤氣化技術(shù)按氣化前煤炭是否經(jīng)過開采可分為地面氣化技術(shù)(將煤放在氣化爐內(nèi)氣化)和地下氣化技術(shù)(讓煤直接在地下煤層中氣化)。（2）煤氣化制氫氫的制取與儲存2.利用工業(yè)生產(chǎn)的含氫尾氣制氫(1)合成氨生產(chǎn)尾氣制氫(2)煉油廠回收富氫氣體制氫(3)氯堿廠回收副產(chǎn)氫制氫(4)焦?fàn)t煤氣中氫的回收利用氫的制取與儲存3.電解水制氫電解水制氫是傳統(tǒng)的制氫方法，在技術(shù)上是十分成熟的一種方法。制氫原理相當(dāng)簡單，水電解室由浸沒在電解液中的一對電極及中間隔一層防止氫氣滲透的隔膜構(gòu)成。電解液一般是含有30%左右氫氧化鉀(KOH)的溶液，在接通直流電后，水就分解為氫氣和氧氣。氫的制取與儲存(1)熱化學(xué)分解水制氫(2)太陽能制氫(3)生物制氫4其他制氫方法氫的制取與儲存二、氫的提純金屬氫化物分離法冷凝-低溫吸附法1低溫吸收-吸附法2變壓吸附法3鈀膜擴散法45氫的制取與儲存三、氫的儲存當(dāng)氫作為一種燃料時，必然具有分散性和間歇性使用的特點，因此必須解決儲存和運輸問題。氫氣無論是以氣態(tài)還是以液態(tài)形式存在，密度都非常低，氣態(tài)時為0.08988g/L，約為空氣的7%；液態(tài)(-253℃)時為70.8g/L，約為水的7%。氫氣、甲烷和汽油在氣態(tài)和液態(tài)時的密度如表5-2所示。氫的制取與儲存三、氫的儲存1.高壓氫氣儲存2.液氫儲存3.金屬氫化物儲存4.吸附儲氫氫的制取與儲存對于一定量的氣體，當(dāng)溫度一定時，升高壓力會減小氣體所占的體積，從而提高了氫氣的密度。高壓儲氫就是基于這一原理的一種常用的氫氣儲存方法，其儲氫壓力一般為12～15MPa，有的可達(dá)到20MPa。1.高壓氫氣儲存2.液氫儲存氫氣在一定的低溫下會以液態(tài)形式存在。低溫液態(tài)儲氫先將氫氣壓縮，在經(jīng)過節(jié)流閥之前進行冷卻，經(jīng)歷焦耳-湯姆遜等焓膨脹后產(chǎn)生一些液體。將液體分離后，再將其儲存在高真空的絕熱容器中，氣體繼續(xù)進行上述循環(huán)。氫的制取與儲存2.液氫儲存氫的制取與儲存氫的制取與儲存3金屬氫化物儲存氫可以以金屬氫化物的形式儲存在合金中。這類合金大都屬于金屬間化合物，制備方法可沿用制造普通合金的技術(shù)。這類材料有一種特性，即當(dāng)把它們在一定溫度和壓力下放置在氫氣中時，就可吸收大量的氫氣，生成金屬氫化物。氫的制取與儲存3金屬氫化物儲存氫的制取與儲存吸附儲氫是近年來出現(xiàn)的新型儲氫方法。由于其具有安全可靠和儲存效率高等特點而發(fā)展迅速。吸附儲氫方式分為物理吸附和化學(xué)吸附兩大類，其中所使用的材料主要有分子篩、活性炭和新型吸附劑(碳納米管