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

1、當今世界，為了解決能源短缺、環(huán)境污染日益嚴重等問題，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，熱化學循環(huán)制氫是通過一系列的化學反應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)化階段的熱化學循環(huán)——硫碘循環(huán)(SI循環(huán))中的Bunsen反應和碘化氫分解反應。 本文首先利用FactSage軟件對Bunsen反應和碘化氫分解的熱力學平衡進行了模擬。研究了反應物比例、溫度、壓力對bunsen反應的影響，溫度

2、、壓力、膜反應器和水的存在對碘化氫分解熱力學平衡狀態(tài)的影響，對選擇Bunsen反應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，在自制的反應器上進行了HI、H<,2>SO<,4>、I<,2>的混合溶液的分層現(xiàn)象和副反應的實驗，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的影響。溫度范圍20-70℃。 再次，

3、提出了碘化氫均相反應的動力學機理，利用CHEMKIN軟件包對碘化氫分解動力學進行了模擬，研究了反應時間、溫度和壓力對碘化氫分解動力學的影響，并與熱力學平衡的結果進行了對照。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構和表面織構進行了表征。在管式反應器上通過電爐加熱進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