能源利用及其污染物控制论文

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1、能源利用及其污染物控制论文题目：氢能研究专业:班级:学生姓名:学号:指导老师:氢能研究内容提要:在当今时代，随着社会的不断发展，人们对各种能源的需求量不断增大，而能源短缺的事实困扰着人们，阻碍着社会快速发展的脚步，于是越来越多的新能源被开发研究并投入产业应用，用来逐步替换不可再生能源以及污染较大的能源，以达到高效，清洁的成效。而氢能的发展给我们带来了希望，不仅是是其能源丰富，更是其突出的效益。在未来，我认为氢能将成为几大能源中最具发展潜力的新能源。关键词:氢能，特点，开发技术，贮存，领域注解:氢能的快速发展已经不可阻挡，在未来，当社会的技术水平达到一定程度后,氢能的综合效益将会得到充

2、分发挥。、氢能的概述氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%,二次能源。工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等。当然在未来，生物制氢，光解海水制氢也不无可能，科学家们也正在为此努力已达到低成本制氢。且氢能是一种极为优越的新能源，其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演绎了自然物质循环利

3、用、持续发展的经典过程。因此氢能在二十一世纪成为世界能源舞台上一种举足轻重的新能源是很有可能。、氢能的特点(1)化学元素氢(H——Hydrogen),在元素周期表中位于第一位，它是所有原子中最小，且其重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C时，可成为液体，但若若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢，虽然这由于技术原因还未实现，但在不久的将来，金属氢将成为工业军事乃至生活中相当重要的能量供给源。（2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是极好的传热载体。（3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了

4、宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。（4）除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。（5）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高,燃烧速度快。（6）氢与其他燃料相比之下，氢燃烧时是最清洁的，因为氢本身无毒，除了会生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当

5、处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。让我们看到了解决能源缺乏的方法。（7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造现在的内燃机稍加改装即可使用。（8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物等形式出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。这样可以大大提高使用效率，大大减少更换能源的周期。三、氢能的开发技术I、电解水制氢水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形

6、式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85%,其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。但随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法必将得到发展。II、矿物燃料制氢以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气是主要的方法。该方法在我国都具有成熟的工艺，并建有工业生产装置。（1）煤为原料制取氢气在我国能源结构中，在今后相当长一段时间内，煤炭还将是主要能源。如何提高煤的利用效率及减少对环境的污染是需不断研究的课题，将煤炭转化为氢是其途径之一。以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种：一是煤的焦化（或称高温干憾），二是煤的气化。焦化是指煤在隔

7、绝空气条件下，在90—1000°C制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60%（体积）甲烷23-27%、一氧化碳6-8%等。每吨煤可得煤气300-350m3,可作为城市煤气，亦是制取氢气的原料。此方法在我国具有开发前景，值得重视。（2）以天然气或轻质油为原料制取氢气该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应：CH4+H20-CO+H2CO+H2O-COZ+HZCnH2h+2+Nh2O->nCO+（Zh+1）HZ反应在800