基于車載氫源系統(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)燃油汽車相比，氫能汽車排氣污染小，噪聲低，在新能源利用和環(huán)境保護方面都具有可持續(xù)發(fā)展的特征。經(jīng)濟、高效和安全的車載氫源系統(tǒng)是目前阻礙氫能汽車產(chǎn)業(yè)化的主要瓶頸之一。論文對基于車載氫源系統(tǒng)的環(huán)己烷脫氫技術(shù)進行了研究，對系統(tǒng)的能量進行了分析，為未來車載氫源系統(tǒng)的設(shè)計提供了借鑒參考。 本文對以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)過程進行了研究?？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，對該模式下環(huán)己烷的脫氫動力學(xué)進行了探討，并從車載氫源系統(tǒng)設(shè)計的角度出發(fā)對反應(yīng)裝置進行了改進。實驗發(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，通過對實驗過程的分析，認(rèn)為多相態(tài)反應(yīng)模式的關(guān)鍵是對系統(tǒng)動態(tài)能量平衡的控制，當(dāng)系統(tǒng)達到能量平衡時，環(huán)己烷的脫氫轉(zhuǎn)化率應(yīng)陔最高。實驗結(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)濟性的角度出發(fā)，論文還對C6H6/C6H12-LaNi5/LaNi5H6-H2組成的漿液儲氫體系的儲、放氫過程進行了能量衡算，提出了兩種車載氫源系統(tǒng)的概念設(shè)計：隨車脫氫和隨車加氫-脫氫系統(tǒng)，考察了兩種車載氫源系統(tǒng)的脫氫轉(zhuǎn)化率和系統(tǒng)運行過程中放出的廢熱利用率對整個