等离子体法制氢的研究进展.pdf

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1、万方数据第17卷第1期2005年1月化学进展PROGRESSINCHEMISTRYV01．17No．1Jan．。2005等离子体法制氢的研究进展*李慧青邹吉军刘昌俊一(天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072)张月萍(天津大学化学系天津300072)摘要本文讨论了利用等离子体从各种含氢原料中制氢所表现出的特异性能。当使用天然气为原料大规模制氢时，等离子体法的高能量密度可以极大地减少催化剂的使用和缩小生产空间；当用其他碳氢化合物为原料制氢时，等离子体法可以提高系统的灵活性、多变性，

2、尤其在车载制氢上。等离子体发生源的多样性和等离子体转换器宽裕的设计空间可为降低能耗提供坚实的发展基础。关键词等离子体氢气发生器高能量密度重整裂解中图分类号：0646．9；TK91文献标识码：A文章编号：1005—281x(2005)01．0069．09ProgressinIIydrogenGene阳tionUsingPl嬲m嬲三i月hiqi，w．2名Ⅱ．，谚nn丘ul!流o，泓n。‘(KeyLaboratoryforGreenChemicalTechnolo舀esoftheMinistryofEduc

3、ation，SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，china)劢。昭地印i昭(Depanrnentofchemistry，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)AbstractThespecialped-o砌anceofhydmgengenemtionusingplasmasf而mvariousfeedstocksisdiscussed．Forala曙esc

4、aleofhydrogenproductionf而mnatumIgas，plasmatechnoIogycaneliIIlinatetheuse“catalystsandshrinkthereactorspace，诵thitshighinputpowerdensity．Forasmallscaleofhydrogenpmductionf而motherhydmcarbons，usingplasmacanincreasethenexibilityofthewholesystem，especiallyint

5、hecaseofon-boardhydrogengenemtion．AVarietyofplasmaresourcesforthedesignofaplasmarefonner俩U舀vemanyoptionstoreducethepowerconsumption．Key、_协rdsplasma；hydrogengenemtor；highpowerdensity；refbrming；dissociation一、引言氢气的热值142．35kJ但是汽油的近3倍，氢和氧燃烧只生成水，因此氢被认为是取代矿物燃料

6、的理想能源。许多国家正在加快开发利用氢能源的步伐，俄国在1994年科研资金短缺的情况下，实施了务实的氢能源开发与利用规划⋯。日本1993～2020年“新阳光计划”中，有关氢能源的投资占30亿美元。美国能源部有关氢能的目标是：(1)2005年实收稿：2003年12月，收修改稿：2004年3月*教育部重大项目(重大0212)资助课题**通讯联系人e—mail：changliu@public．tpt，tj．c“现氢燃料电池为偏僻、零散地区的发电主体；(2)2010年对机动车上的燃料电池做出正式规定；(3)从

7、2010年起用氢能逐渐代替传统能源，并在2030年实现1千万个家庭使用氢能怛。。我国也已把“氢能的规模制备、储运及燃料电池相关的基础研究”列为重点基础研究发展计划项目。自20世纪70年代起，氢气作为能源只是应用于航天飞机、火箭的发射系统，但氢气作为还原剂，在石脑油、燃料油、粗柴油、重油等油类加氢精制等万方数据化学进展第17卷化工过程和冶金行业金属氧化物还原制备金属过程中发挥了重要作用。氢气还作为保护气应用于电子工业，作为重要的化工原料用于合成氨等生产过程。除航天领域外，氢气基本上都是作为中间产品，在工

8、业生产中一般是随时生产，随时消耗，氢气还没有成为公共事业和交通运输之能源，主要原因是：(1)氢气在常温常压下是气体，如果以质量为基准，氢气的储能密度最大，但若以体积为基准，其储能密度最小；(2)氢气是极易泄漏的气体，其储存和运输设备投资极大；(3)目前氢气主要是经生产规模很大的天然气裂解或重整工艺生产的，这和分散、间歇、小批量地使用能源方式不相配。已开发的小批量制氢工艺如电解水制氢等，成本太高无法普及。近几年来，随着限制汽车排放污染物的呼声越来越高，众多