微小液固流化床中硼氫化鈉水解制氫反應(yīng)特性的研究.pdf

1、近年來(lái)由于全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，全球?qū)τ谀茉吹男枨蠹眲U(kuò)大。但受能源短缺、環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題的影響，人們對(duì)新能源的需求正逐漸增加。氫能作為一種熱值極高的清潔能源，在其開(kāi)發(fā)和利用的過(guò)程中，儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題使其規(guī)?；瘧?yīng)用受到了阻礙。硼氫化鈉水解制氫技術(shù)由于具備諸多優(yōu)勢(shì)引起了研究者們的廣泛關(guān)注。
　　早期研究人員多將注意力集中在高效廉價(jià)的硼氫化鈉水解制氫催化劑的開(kāi)發(fā)上，卻鮮有文獻(xiàn)對(duì)制氫反應(yīng)器進(jìn)行詳盡研究考察。反應(yīng)器作為硼氫化鈉水解制氫反

2、應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所，對(duì)于反應(yīng)能否高效安全地進(jìn)行起到了舉足輕重的作用。因此，本文簡(jiǎn)要介紹了一套自行搭建的微小液固流化床制氫反應(yīng)器，在考察了其流化特性的同時(shí)，還利用了核桃殼活性炭鈷基催化劑，在裝置中考察了硼氫化鈉水解制氫反應(yīng)特性。
　　首先，本文使用石英砂和核桃殼活性炭等固體顆?？疾炝宋⑿∫汗塘骰驳牧骰匦浴Ｍㄟ^(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)流化過(guò)程中出現(xiàn)的流型進(jìn)行了劃分，并與常規(guī)尺寸液固流化床在流化過(guò)程中出現(xiàn)的流型進(jìn)行了簡(jiǎn)要對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明填料高度對(duì)

3、各流型操作流速的影響較小，但隨著顆粒粒徑及密度的減小，維持散式流化的流速范圍減??；隨著填料高度的增加，床層膨脹率會(huì)降低，但流化過(guò)程的均勻程度有所提高。另外，顆粒粒徑和密度越小，床層膨脹率受液速的影響越明顯，流化的均勻程度亦越高。當(dāng)床層填料高度增加、顆粒粒徑減小，床層壓降均會(huì)有所增加，流化質(zhì)量也會(huì)提高。除此之外，顆粒的最小流化速度隨顆粒的粒徑和密度的增大而增大。
　　其次，本論文還考察了硼氫化鈉水解制氫反應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著硼氫

4、化鈉溶液濃度的降低，穩(wěn)定制氫時(shí)間呈先增長(zhǎng)后變短的趨勢(shì)。當(dāng)溶液濃度為2wt.％時(shí)，穩(wěn)定制氫時(shí)間最長(zhǎng)，占總反應(yīng)時(shí)間的58.46%。改變反應(yīng)液的流速雖對(duì)總反應(yīng)時(shí)間影響不大，但會(huì)影響反應(yīng)過(guò)程中穩(wěn)定制氫的時(shí)間長(zhǎng)短。此外，隨流速增加，穩(wěn)定時(shí)間先增長(zhǎng)后縮短，在流速為3.00×10-3m·s-1時(shí)，穩(wěn)定制氫時(shí)間最長(zhǎng)。較高溫度有利于反應(yīng)快速進(jìn)行，但不利于反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行。隨溫度的降低，反應(yīng)速率逐漸降低，反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，當(dāng)反應(yīng)液溫度為25℃時(shí)，穩(wěn)定制氫時(shí)間最長(zhǎng)。