微小液固流化床中硼氫化鈉水解制氫反應特性的研究.pdf

1、近年來由于全球經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，全球?qū)τ谀茉吹男枨蠹眲U大。但受能源短缺、環(huán)境惡化等一系列問題的影響，人們對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，在其開發(fā)和利用的過程中，儲存和運輸?shù)葐栴}使其規(guī)模化應用受到了阻礙。硼氫化鈉水解制氫技術由于具備諸多優(yōu)勢引起了研究者們的廣泛關注。
　　早期研究人員多將注意力集中在高效廉價的硼氫化鈉水解制氫催化劑的開發(fā)上，卻鮮有文獻對制氫反應器進行詳盡研究考察。反應器作為硼氫化鈉水解制氫反

2、應發(fā)生的場所，對于反應能否高效安全地進行起到了舉足輕重的作用。因此，本文簡要介紹了一套自行搭建的微小液固流化床制氫反應器，在考察了其流化特性的同時，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特性。
　　首先，本文使用石英砂和核桃殼活性炭等固體顆粒考察了微小液固流化床的流化特性。通過觀察實驗現(xiàn)象對流化過程中出現(xiàn)的流型進行了劃分，并與常規(guī)尺寸液固流化床在流化過程中出現(xiàn)的流型進行了簡要對比。實驗結(jié)果表明填料高度對

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，床層膨脹率會降低，但流化過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。當床層填料高度增加、顆粒粒徑減小，床層壓降均會有所增加，流化質(zhì)量也會提高。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特性。實驗結(jié)果表明隨著硼氫

4、化鈉溶液濃度的降低，穩(wěn)定制氫時間呈先增長后變短的趨勢。當溶液濃度為2wt.％時，穩(wěn)定制氫時間最長，占總反應時間的58.46%。改變反應液的流速雖對總反應時間影響不大，但會影響反應過程中穩(wěn)定制氫的時間長短。此外，隨流速增加，穩(wěn)定時間先增長后縮短，在流速為3.00×10-3m·s-1時，穩(wěn)定制氫時間最長。較高溫度有利于反應快速進行，但不利于反應穩(wěn)定進行。隨溫度的降低，反應速率逐漸降低，反應時間變長，當反應液溫度為25℃時，穩(wěn)定制氫時間最長。