熱化學(xué)硫碘循環(huán)制氫中Bunsen反應(yīng)與碘化氫分解的模擬與實驗研究.pdf

1、當(dāng)今世界，為了解決能源短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重等問題，潔凈的新能源開發(fā)已是迫在眉睫。氫能是一種潔凈的能源載體，熱化學(xué)循環(huán)制氫是通過一系列的化學(xué)反應(yīng)在較低的溫度下使水分解制取氫氣的方法。本文研究了最接近工業(yè)化階段的熱化學(xué)循環(huán)——硫碘循環(huán)(SI循環(huán))中的Bunsen反應(yīng)和碘化氫分解反應(yīng)。 本文首先利用FactSage軟件對Bunsen反應(yīng)和碘化氫分解的熱力學(xué)平衡進(jìn)行了模擬。研究了反應(yīng)物比例、溫度、壓力對bunsen反應(yīng)的影響，溫度

2、、壓力、膜反應(yīng)器和水的存在對碘化氫分解熱力學(xué)平衡狀態(tài)的影響，對選擇Bunsen反應(yīng)和碘化氫分解的條件提供了一定的參考。 其次，利用恒溫型磁力攪拌器加熱，使用全自動電位滴定儀滴定離子濃度，在自制的反應(yīng)器上進(jìn)行了HI、H<,2>SO<,4>、I<,2>的混合溶液的分層現(xiàn)象和副反應(yīng)的實驗，研究了不同溫度、不同濃度的溶液中分層現(xiàn)象的出現(xiàn)，研究了水含量、溫度和碘量對液液分離特性的影響和對副反應(yīng)的影響。溫度范圍20-70℃。 再次，

3、提出了碘化氫均相反應(yīng)的動力學(xué)機理，利用CHEMKIN軟件包對碘化氫分解動力學(xué)進(jìn)行了模擬，研究了反應(yīng)時間、溫度和壓力對碘化氫分解動力學(xué)的影響，并與熱力學(xué)平衡的結(jié)果進(jìn)行了對照。溫度范圍300-900℃。 最后，利用溶膠一凝膠法制備了5種Pt催化劑，使用XRD和氮吸附法對Pt催化劑和沸石的晶體結(jié)構(gòu)和表面織構(gòu)進(jìn)行了表征。在管式反應(yīng)器上通過電爐加熱進(jìn)行了碘化氫均相分解和催化分解實驗，研究了不同溫度下的HI分解率，比較了6種催化劑的催化效果