基于車(chē)載氫源系統(tǒng)的環(huán)己烷脫氫技術(shù)研究和系統(tǒng)的能量分析.pdf

1、與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比，氫能汽車(chē)排氣污染小，噪聲低，在新能源利用和環(huán)境保護(hù)方面都具有可持續(xù)發(fā)展的特征。經(jīng)濟(jì)、高效和安全的車(chē)載氫源系統(tǒng)是目前阻礙氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的主要瓶頸之一。論文對(duì)基于車(chē)載氫源系統(tǒng)的環(huán)己烷脫氫技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)系統(tǒng)的能量進(jìn)行了分析，為未來(lái)車(chē)載氫源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了借鑒參考。 本文對(duì)以Raney-Ni為催化劑的環(huán)己烷在多相態(tài)反應(yīng)模式下的脫氫反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了研究?？疾炝朔磻?yīng)溫度(523K-633K)、催化劑用量(1g-9g)和

2、反應(yīng)液用量(0.2mL-3.0mL)對(duì)環(huán)己烷脫氫轉(zhuǎn)化率的影響，建立了多相態(tài)反應(yīng)模式下系統(tǒng)的能量平衡模型，對(duì)該模式下環(huán)己烷的脫氫動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了探討，并從車(chē)載氫源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)對(duì)反應(yīng)裝置進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)催化劑表面形成的多相態(tài)條件與反應(yīng)溫度、反應(yīng)液用量和催化劑用量緊密相連，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析，認(rèn)為多相態(tài)反應(yīng)模式的關(guān)鍵是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)能量平衡的控制，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到能量平衡時(shí)，環(huán)己烷的脫氫轉(zhuǎn)化率應(yīng)陔最高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在593K、7gRaney-

3、Ni和0.5ml環(huán)己烷條件下，環(huán)己烷脫氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化率最高為72.7％，生成氫氣的純度為100％，不含任何小分子雜質(zhì)氣體，反應(yīng)的表觀活化能為54.55KJ/mol。 從能量經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，論文還對(duì)C6H6/C6H12-LaNi5/LaNi5H6-H2組成的漿液儲(chǔ)氫體系的儲(chǔ)、放氫過(guò)程進(jìn)行了能量衡算，提出了兩種車(chē)載氫源系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)：隨車(chē)脫氫和隨車(chē)加氫-脫氫系統(tǒng)，考察了兩種車(chē)載氫源系統(tǒng)的脫氫轉(zhuǎn)化率和系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中放出的廢熱利用率對(duì)整個(gè)