制氢技术与工艺
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作者山东氢谷新能源技术研究院、佛山环境与能源研究院
出版社机械工业
ISBN9787111742142
出版时间2024-02
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定价79.8元
货号31987915
上书时间2024-07-02
商品详情
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作者简介
赵吉诗博士，2009年1月毕业于清华大学，获化学工程与技术博士学位；2018年，获广东省扬帆计划紧缺拔尖人才。研究方向为氢能储存与输送、能源经济及能源政策与规划等。自2005年以来，在国际学术期刊上发表论文12篇，其中第一作者8篇；发表专著7部，其中执笔负责编写2部，参与编写5部。
2017年以来，赵吉诗博士担任云浮（佛山）氢能标准化创新研发中心主任，主要开展氢能储存与输送关键技术及装备开发、能源经济及能源政策与规划研究等工作。截至目前，赵吉诗博士团队17人，其中博士4人；获2018年广东省新型研发机构、佛山市产学研促进会副会长单位、云浮市五一劳动奖状等荣誉称号。
目录
丛书序
前言
第1章绪论1
1.1氢的物化特性1
1.2工业氢标准2
1.3纯氢、高纯氢和超纯氢2
1.4低碳氢、清洁氢与可再生氢3
1.5制氢方法3
1.6氢的利用方式4
1.6.1氢燃料电池与燃氢交通工具4
1.6.2家庭用氢5
1.7氢对构建清洁能源体系的作用和意义6
思考题7
参考文献7
第2章煤制氢8
2.1煤的组成8
2.2煤焦化制氢9
2.3煤气化制氢工艺10
2.3.1煤气化制氢原理10
2.3.2煤气化制氢工艺流程11
2.3.3CO变换16
2.3.4酸性气体脱除技术16
2.3.5H2提纯技术16
2.4煤制氢技术发展现状17
2.5电解煤水制氢17
2.5.1电解煤水制氢的反应机理18
2.5.2电解煤水制氢技术的特点19
2.6煤制氢技术的优缺点19
2.7煤制氢技术的经济性20
思考题21
参考文献21
第3章天然气制氢22
3.1天然气制氢原理22
3.2天然气水蒸气重整制氢24
3.2.1天然气水蒸气重整制氢原理24
3.2.2天然气水蒸气重整制氢工艺25
3.3天然气部分氧化制氢29
3.3.1天然气部分氧化制氢原理29
3.3.2天然气部分氧化制氢工艺29
3.4天然气高温裂解制氢30
3.4.1天然气高温裂解制氢原理30
3.4.2天然气高温裂解制氢工艺30
3.5天然气自热重整制氢36
3.5.1天然气自热重整制氢原理36
3.5.2天然气自热重整制氢工艺36
3.6天然气制氢技术的优缺点37
3.7天然气制氢技术的经济性38
思考题39
参考文献40
第4章石油制氢41
4.1石油制氢原料41
4.2石油制氢工艺简介42
4.2.1石脑油制氢42
4.2.2重油制氢42
4.2.3石油焦制氢43
4.2.4炼厂干气制氢44
思考题45
参考文献45
第5章电解水制氢46
5.1碱性水电解制氢工艺47
5.1.1碱性水电解制氢原理47
5.1.2电解水制氢工艺流程48
5.1.3电解水制氢工艺的主要设备49
5.1.4碱性电解槽49
5.2PEM电解水制氢工艺51
5.2.1PEM电解水制氢原理51
5.2.2PEM电解槽52
5.3高温固体氧化物电解水制氢工艺53
5.3.1固体氧化物电解水制氢原理53
5.3.2SOEC电解槽53
5.4电解水制氢的优缺点及经济性54
5.4.1电解水制氢的优缺点54
5.4.2电解水制氢的经济性56
5.5可再生能源发展与电解水制氢56
思考题58
参考文献58
第6章醇类重整制氢59
6.1甲醇制氢59
6.1.1甲醇的基本性质59
6.1.2甲醇水蒸气重整制氢59
6.1.3甲醇水相重整制氢60
6.1.4甲醇制氢工艺流程60
6.2乙醇制氢61
6.2.1乙醇的基本性质61
6.2.2乙醇直接裂解制氢61
6.2.3乙醇水蒸气重整制氢62
6.2.4乙醇二氧化碳重整制氢62
6.2.5其他乙醇制氢方式63
6.2.6乙醇制氢催化剂63
6.3甘油（丙三醇）制氢64
6.3.1甘油的基本性质64
6.3.2甘油气相重整制氢64
6.3.3甘油水相重整制氢67
6.3.4甘油干重整制氢68
6.3.5甘油光催化重整制氢69
6.3.6甘油高温热解法重整制氢69
6.3.7甘油超临界重整制氢70
6.3.8甘油吸附增强重整制氢70
6.4醇类重整制氢反应器及技术71
6.4.1固定床反应器72
6.4.2微通道反应器72
6.4.3微结构反应器73
6.4.4膜反应器73
6.5醇类制氢技术的特点和问题75
6.5.1醇类制氢技术的CO2排放75
6.5.2醇类制氢的技术经济性75
思考题78
参考文献78
第7章氨分解制氢80
7.1氨分解制氢原理80
7.1.1氨分解制氢技术80
7.1.2氨分解制氢工艺81
7.1.3氨分解制氢催化剂82
7.2氨分解制氢的热力学85
7.3氨分解制氢的动力学85
7.4氨分解制氢工艺86
7.4.1氨分解制氢工艺流程86
7.4.2氨分解制氢工艺设备87
7.4.3氨分解制氢工艺生产风险89
7.5氨分解制氢的优缺点及经济性91
7.5.1氨分解制氢的优缺点91
7.5.2氨分解制氢的经济性93
思考题93
参考文献94
第8章生物质能制氢95
8.1生物质发酵制氢96
8.1.1生物质发酵制氢原理96
8.1.2接种物的选择及处理方式97
8.1.3反应pH值99
8.1.4温度99
8.1.5原料100
8.2生物质热化学制氢100
8.2.1生物质气化制氢101
8.2.2生物质热裂解制氢103
8.2.3生物质超临界水制氢104
8.3生物乙醇制氢105
8.4生物质能制氢的优缺点及经济性105
思考题106
参考文献107
第9章副产氢气的回收与提纯108
9.1变压吸附法108
9.1.1变压吸附原理108
9.1.2变压吸附循环步骤114
9.1.3影响变压吸附效果主要因素117
9.2深冷分离法118
9.2.1低温分离法119
9.2.2低温吸附法119
9.2.3工业化低温分离119
9.3膜分离法120
9.3.1膜分离法原理121
9.3.2有机膜分离122
9.3.3无机膜分离122
9.3.4液态金属分离124
9.3.5膜分离技术在氢气提纯工艺上的应用124
9.4提纯方法比较分析及典型案例125
9.4.1方法对比125
9.4.2典型案例PSA半焦煤气制氢126
思考题127
参考文献128
第10章液氢129
10.1液氢性质及外延产品129
10.1.1液氢性质129
10.1.2液氢外延产品130
10.2液氢用途132
10.3液氢的生产133
10.3.1正氢与仲氢133
10.3.2液氢生产工艺134
10.3.3液氢生产典型流程137
10.3.4全球液氢生产138
10.3.5液氢生产成本141
10.4液氢的储存与运输141
10.4.1液氢储存141
10.4.2液氢运输145
10.5液氢的加注147
10.5.1液氢加注系统147
10.5.2防止两相流的措施148
10.6液氢的安全148
10.7发展前景151
思考题151
参考文献151
第11章其他制氢技术153
11.1核能制氢技术153
11.1.1核能制氢的原理153
11.1.2核能制氢的工艺154
11.1.3核能制氢的经济性与安全性156
11.1.4核能制氢的应用前景157
11.2风能制氢技术158
11.2.1风-氢能源系统（WHHES）的原理及构成158
11.2.2风氢耦合储能系统研究现状159
11.2.3风氢耦合储能系统关键技术160
11.2.4风能制氢的应用前景161
11.3甲酸分解制氢技术162
11.3.1甲酸分解的原理162
11.3.2甲酸分解催化剂162
11.3.3甲酸分解制氢技术的应用前景162
11.4硫化氢分解制氢技术163
11.4.1硫化氢分解反应原理163
11.4.2硫化氢分解方法164
11.4.3硫化氢分解方法的主要研究方向165
11.5金属制氢技术166
11.5.1什么金属能制氢166
11.5.2铝制氢166
11.5.3镁制氢167
11.5.4锌制氢167
11.5.5铁制氢168
11.5.6金属制氢技术展望168
11.6太阳能制氢技术168
11.6.1光热分解水制氢168
11.6.2光电电解水制氢169
11.6.3光催化法分解水制氢169
11.6.4生物制氢169
11.6.5太阳能制氢技术展望169
思考题170
参考文献170
内容摘要
氢是一种无碳能源、清洁能源，被誉为“21世纪的终极能源”。氢具有导热性好、燃烧性能好、储量丰富、多形态存在、利用率高、便于回收利用、安全等特点，在未来必将成为重要的代替能源。制氢作为氢能产业链的第一环，有着非常重要的作用。没有氢气就不会有氢能产业，学习了解氢能就必须了解氢气和其制取技术和工艺。
本书对氢气的性质、特点、应用、制取等进行了详细介绍，共分11章，分别为绪论、煤制氢、天然气制氢、石油制氢、电解水制氢、醇类重整制氢、氨分解制氢、生物质能制氢、副产氢气的回收与提纯、液氢、其他制氢技术。本书能帮助读者系统地学习氢气制取的技术和工艺，为以后从事相关行业打下坚实的基础。
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