甲醇重整制氢装置项目可研报告备案用(专业版)

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甲醇重整制氢装置项目可研报告

(备案用/专业版)

普慧投资研究中心

甲醇重整制氢装置项目可研报告

(备案用/专业版)

项目负责人:齐宪臣注册咨询工程师

参加人员:郑西芳注册咨询工程师

胡冰月注册咨询工程师

王子奇高级经济师

杜翔宇高级工程师

项目审核人:张子宏注册咨询工程师

普慧投资研究中心

目录

甲醇重整制氢装置项目可研报告常见问题解答 .... 错误!未定义书签。

1、甲醇重整制氢装置项目应该在经信委还是发改委立项? (1)

2、编制甲醇重整制氢装置项目可研报告企业需提供的资料清单 (1)

一、总论 (2)

(一)项目背景 (2)

1、项目名称 (2)

2、建设单位概况 (2)

3、可研报告编制依据 (2)

4、项目提出的理由与过程 (3)

(二)项目概况 (3)

1、拟建项目 (3)

2、建设规模与目标 (3)

3、主要建设条件 (3)

4、项目投入总资金及效益情况 (4)

5、主要技术经济指标 (4)

(三)主要问题说明 (6)

1、项目资金来源问题 (6)

2、项目技术设备问题 (6)

3、项目供电供水保障问题 (6)

二、市场预测 (7)

(一)甲醇重整制氢装置市场分析 (7)

1、国际市场 (7)

2、国内市场 (7)

(二)主要竞争企业分析(略) (8)

(三)目标市场分析 (9)

1、目标市场调查 (9)

2、价格现状与预测 (10)

(四)营销策略 (10)

1、销售队伍建设 (10)

2、销售网络建设 (10)

3、销售策略 (10)

三、建设规模与产品方案 (12)

(一)建设规模 (12)

(二)产品方案 (12)

四、场址选择 (13)

(一)场址所在位置现状 (13)

1、地点与地理位置 (13)

2、场址土地权属类别及占地面积 (13)

3、土地利用现状 (14)

(二)场址建设条件 (14)

1、地理环境位置 (14)

2、地形、地貌 (14)

3、气候、水文 (14)

4、交通运输条件 (14)

5、公用设施社会依托条件 (14)

6、环境保护条件 (15)

7、法律支持条件 (15)

8、征地、拆迁、移民安置条件 (15)

9、施工条件 (15)

五、技术方案、设备方案和工程方案 (16)

(一)技术方案 (16)

1、生产方法 (16)

2、工艺流程 (17)

(二)主要设备方案 (18)

1、设备选配原则 (18)

2、设备选型表 (19)

(三)工程方案 (20)

1、土建工程设计方案 (20)

2、主要建、构筑物的建筑特征、结构及面积方案 (21)

3、建筑及安装工程量及造价 (22)

六、主要原材料、燃料供应 (23)

(一)主要原料材料供应 (23)

(二)燃料及动力供应 (23)

(三)主要原材料、燃料及动力价格 (23)

(四)主要原材料、燃料年需要量表 (24)

七、总图运输与公用辅助工程 (25)

(一)总图布置 (25)

1、平面布置 (25)

2、竖向布置及道路 (25)

3、总平面图 (25)

4、总平面布置主要指标表 (28)

(二)场内外运输 (28)

1、场外运输量及运输方式 (28)

2、场内运输量及运输方式 (28)

3、场外运输设施及设备 (29)

(三)公共辅助工程 (29)

1、供水工程 (29)

2、供电工程 (30)

3、通信系统设计方案 (35)

4、通风采暖工程 (36)

5、防雷设计 (37)

6、防尘设计 (37)

7、维修及仓储设施 (38)

八、节能措施 (39)

(一)节能措施 (39)

1、节能规范 (39)

2、设计原则 (39)

3、节能方案 (39)

(二)能耗指标分析 (42)

1、用能标准与能耗计算方法 (42)

2、能耗状况和能耗指标分析 (43)

九、节水措施 (44)

(一)节水措施 (44)

(二)水耗指标分析 (44)

十、环境影响评价 (45)

(一)场址环境条件 (45)

(二)项目建设和生产对环境的影响 (45)

1、项目建设对环境的影响 (45)

2、项目生产对环境的影响 (46)

(三)环境保护措施方案 (47)

1、设计依据 (47)

2、环保措施 (47)

(四)环境保护投资 (49)

(五)环境影响评价 (49)

十一、劳动安全卫生与消防 (50)

(一)劳动安全与职业卫生 (50)

1、设计依据 (50)

2、设计执行的主要标准 (50)

3、设计内容及原则 (50)

4、职业安全 (50)

5、职业卫生 (51)

6、辅助卫生用室 (51)

7、职业安全卫生机构 (51)

(二)消防 (51)

1、设计依据 (51)

2、总平面布置 (52)

3、建筑部分 (52)

4、电气部分 (52)

5、给排水部分 (52)

十二、组织机构与人力资源配置 (53)

(一)组织机构 (53)

1、项目法人组建方案 (53)

2、管理机构组织方案 (53)

(二)人力资源配置 (53)

1、生产作业班次 (53)

2、项目劳动定员 (53)

3、职工工资福利 (53)

4、员工来源及招聘方案 (54)

5、员工培训 (54)

十三、项目实施进度 (55)

(一)建设工期 (55)

(二)项目实施进度安排 (55)

(三)项目实施进度表 (55)

十四、招标方案 (56)

(一)编制招标计划的依据 (56)

(二)招标内容 (56)

十五、投资估算 (58)

(一)投资估算依据 (58)

(二)建设投资估算 (58)

1、建筑工程费 (58)

2、设备及工器具购置费 (58)

3、安装及装修工程费 (58)

4、土地购置及整理费 (59)

5、工程建设其他费用 (59)

6、基本预备费 (59)

7、涨价预备费 (59)

8、建设期利息 (59)

(三)流动资金估算 (59)

(四)项目投入总资金 (59)

(六)投资使用计划 (59)

十六、融资方案 (60)

(一)资本金筹措 (60)

(二)债务资金筹措 (60)

(三)融资方案分析 (60)

十七、财务评价 (61)

(一)计算依据及相关说明 (61)

1、项目测算参考依据 (61)

2、项目测算基本设定 (61)

(二)销售收入、销售税金及附加和增值税估算 (62)

1、销售收入 (62)

2、销售税金及附加费用 (62)

(三)总成本费用估算 (62)

1、直接成本 (62)

2、工资及福利费用 (62)

3、折旧及摊销 (62)

4、修理费 (62)

5、财务费用 (63)

6、其它费用 (63)

7、总成本费用 (63)

(四)财务评价报表 (63)

1、项目损益及利润分配表 (63)

2、项目财务现金流量表 (63)

(五)财务评价指标 (63)

1、投资利润率,投资利税率 (63)

2、财务内部收益率、财务净现值、投资回收期 (64)

(七)不确定性分析 (64)

1、敏感性分析 (64)

2、盈亏平衡分析 (64)

(八)财务评价结论 (65)

十八、项目经济效益与社会效益 (66)

(一)经济效益 (66)

(二)社会效益 (66)

十九、风险分析 (67)

(一)项目风险因素识别 (67)

1、法律及政策风险 (67)

2、市场风险 (67)

3、建设风险 (67)

4、环保风险 (67)

(二)项目风险防控措施 (67)

1、法律及政策风险防控措施 (67)

2、市场风险防控措施 (67)

3、建设风险防控措施 (68)

4、环保风险防控措施 (68)

二十、结论与建议 (69)

(一)结论 (69)

(二)建议 (69)

二十一、附件 (70)

(一)附表 (70)

(二)附图 (78)

附表:

1、附表1 项目建筑工程费估算表

2、附表2 项目设备及工器具购置费估算表

3、附表3 工程建设其他费用估算表

4、附表4 流动资金估算表(万元)

5、附表5 项目投入总资金估算表(万元)

6、附表6 项目投入总资金使用计划表(万元)

7、附表7 项目销售税金及附加费用(万元)

8、附表8 项目直接成本表(万元)

9、附表9 项目摊销估算表(万元)

10、附表10 项目折旧估算表(万元)

11、附表11 项目总成本费用估算表(万元)

12、附表12 项目损益及利润分配表(万元)

13、附表13 项目财务现金流量表(万元)

附图:

1、建设项目地理位置图

2、项目厂区平面布置图

附件:

1、企业法人营业执照

2、项目备案请示

甲醇重整制氢装置项目可研报告常见问题解答

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甲醇水蒸汽重整制氢催化剂甲醇还原方案

甲醇水蒸汽重整制氢催化剂甲醇还原方案 甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的还原活化原则上应用H2还原剂,可以得到高的催化活性,在对转化率要求不太严格的情况下可以采用甲醇作为还原剂,但可能造成约10%活性损失。 催化剂的装填采用阶梯式装填方式可得到较好的温度分布。可以用相应颗粒大小的石英砂作为补充以形成催化剂的梯度分布,由入口到出口阶梯式增加催化剂的用量。 催化剂的还原温度和使用温度对催化剂的活性及寿命影响很大,严禁出现超温现象。当温度>320℃易形成积碳,铜烧结,催化剂的活性显著降低甚至失活。 现根据适当的资料就甲醇作为还原剂,提供如下方案以供参考。 1,催化剂的升温 1.1升温介质 通常情况下应用氮气作为升温介质,当氮气不便时也可应用空气作为升温介质。但还原阶 段的升温应用还原剂的气态组分作为升温用介质。 1.2升温的空速 考虑到小反应器,由于放热量有限,拟采用相对较小的空速,一般为2.0~4.0h-1。还原初期,当反应放热较大时,宜采用较低的空速,以方便温度的控制。 1.3升温中注意事项 MW-612型催化剂在升温过程中,于50~130℃之间可能发生温升较慢的现象,这是因为催 化剂在脱除制备过程中加入的物理水有关。 1.4催化剂的还原 MW-612型催化剂的H2还原的特点是速度快,当利用甲醇还原时,受甲醇分子结构的影响,需采用较高的甲醇分压以利于甲醇的渗透和与催化剂表面的接触,所以适当的提高系统压力对催化剂还原时有益和必须的。还原实践证明,进口温度为180℃,催化剂可在较低甲醇浓度下完成还原反应。 1.4.1还原剂 甲醇水,甲醇:水=1:0.2~1,甲醇中不含氯、硫和油,水用去离子水。 1.4.2甲醇与水的比,刚开始时,利用较小的液空速,较高的甲醇含量,以利于氧化铜的还原和水分的排除,随着还原反应的进行,逐渐提高水的比例。甲醇、水的比例可根据流量泵的流量来调整,计量应准确,应根据反应床层的温度变化随时调整,防止催化剂床层飞温,造成催化剂活性的降低。 1.4.3还原温度

甲醇转化制氢工艺资料

氢气广泛用于钢铁、冶金、化工、医药、轻工、建材、电子等多种工业部门。由于原料来源的不同、氢气纯度要求不同,制氢装置的投资规模及氢气生产成本相差很大。工业上制氢常用煤焦造气法、烃类蒸汽转化法、电解水法等。在没有富氢原料气的场合下,甲醇裂解制氢是最佳的技术选择,它具有投资低、无污染、成本低的优点。是中小型规模制氢的最佳方法,具有较强的市场竞争能力。本公司开发的甲醇水蒸汽转化-PSA 制氢技术先进,质量稳定可靠,生产成本低,氢气纯度:≥99.9%~99.999%。 一、甲醇转化-PSA制氢技术工艺流程 甲醇水蒸汽转化-PSA制氢是甲醇水蒸汽在TCJ-1催化剂床层转化成主要含二氧化碳和氢气的转化气,转化气再经变压吸附技术提纯得到纯度为99~99.999%的产品氢气的工艺技术。反应式如下:CH3OH → CO+2H2-90.7 KJ/mol (1 CO+H2O → CO2+H2+41.2 KJ/mol (2 总反应式为:CH3OH+ H2O → CO2+3H2-49.5 KJ/mol : 工艺流程图如下 甲醇转化-PSA制氢工艺流程图 工艺流程简述:水甲醇经预热、汽化、过热、在专用催化剂上转化反应并冷却吸收等过程后,得到的含~24%CO2和~75%的H2的转化气,送入变压吸附装置提纯,分离得到纯度为99.9~99.999%的H2。 二、公司的工艺技术特点: 该生产工艺是由本公司的多名研究人员最早开发并率先实现工业化,经多年的生产实践和改进,工艺技术已得到完善,本工艺技术有如下特点: 1.甲醇水蒸汽在专用催化剂直接转化生成CO2和H2;利用转化反应自身加压特点直接送入变压吸附分离装置,节约因压缩而消耗的电能; 2.专用催化剂具有活性高、选择性好、寿命长等特点; 3.反应温度低,能量损失小;工艺过程充分考虑系统能量的回收利用,整体运转能耗费用低; 4.产品H2纯度高,可根据下游用户需要调整产品H2(99.0~99.999%)纯度;% L 5.专用吸附剂性能优良。在强度、寿命、动态吸附量、分离效率等各方面性能达到国内先进水平; 6.专用程序控制阀采用防冲刷、阀杆密封自补偿型的气动专用程序控制阀,具有密封性好、外泄漏量极小、使用寿命长等特点; 7.装置采用微机控制,具有自动化程度高、技术先进、运行可靠、操作方便等特点。 8.采用导热油循环供热,既满足了工艺要求,且投资少,能耗低,降低了操作费用。 9.装副产尾气可回收CO2,用作食品添加剂、烟丝膨化剂、焊接保护气等。 三、TCJ-1催化剂的性能特点: TCJ-1催化剂是一种以铜为主的复合氧化物组成的新型催化剂,催化剂活性高,甲醇单程转化率在>90%,催化剂选择性好,转化气中一氧化碳含量低;催化剂性能稳定;催化剂使用寿命二年以上。 1

甲醇制氢工艺设计

前言 氢气是一种重要的工业产品,它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门,由于使用要求的不同,这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求,特别是改革开放以来,随着工业化的进程,大量高精产品的投产,对高纯度的需求量正逐步加大,等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求,同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。 依据原料及工艺路线的不同,目前氢气主要由以下几种方法获得:①电解水法;②氯碱工业中电解食盐水副产氢气;③烃类水蒸气转化法;④烃类部分氧化法;⑤煤气化和煤水蒸气转化法;⑥氨或甲醇催化裂解法;⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢;等等。其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法,但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合,工艺路线复杂,流程长,投资大。随着精细化工的行业的发展,当其氢气用量在200~3000m3/h时,甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标,受到许多国家的重视。甲醇蒸气转化制氢具有以下特点: (1)与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比,投资省,能耗低。(2)与电解水制氢相比,单位氢气成本较低。 (3)所用原料甲醇易得,运输、贮存方便。 (4)可以做成组装式或可移动式的装置,操作方便,搬运灵活。 对于中小规模的用氢场合,在没有工业含氢尾气的情况下,甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。本设计采用甲醇裂解+吸收法脱二氧化碳+变压吸附工艺,增加吸收法的目的是为了提高氢气的回收率,同时在需要二氧化碳时,也可以方便的得到高纯度的二氧化碳。

甲醇重整制氢装置项目可研报告备案用(专业版)

甲醇重整制氢装置项目可研报告 (备案用/专业版) 普慧投资研究中心

甲醇重整制氢装置项目可研报告 (备案用/专业版) 项目负责人:齐宪臣注册咨询工程师 参加人员:郑西芳注册咨询工程师 胡冰月注册咨询工程师 王子奇高级经济师 杜翔宇高级工程师 项目审核人:张子宏注册咨询工程师 普慧投资研究中心

目录 甲醇重整制氢装置项目可研报告常见问题解答 .... 错误!未定义书签。 1、甲醇重整制氢装置项目应该在经信委还是发改委立项? (1) 2、编制甲醇重整制氢装置项目可研报告企业需提供的资料清单 (1) 一、总论 (2) (一)项目背景 (2) 1、项目名称 (2) 2、建设单位概况 (2) 3、可研报告编制依据 (2) 4、项目提出的理由与过程 (3) (二)项目概况 (3) 1、拟建项目 (3) 2、建设规模与目标 (3) 3、主要建设条件 (3) 4、项目投入总资金及效益情况 (4) 5、主要技术经济指标 (4) (三)主要问题说明 (6) 1、项目资金来源问题 (6) 2、项目技术设备问题 (6) 3、项目供电供水保障问题 (6) 二、市场预测 (7) (一)甲醇重整制氢装置市场分析 (7) 1、国际市场 (7) 2、国内市场 (7) (二)主要竞争企业分析(略) (8) (三)目标市场分析 (9) 1、目标市场调查 (9) 2、价格现状与预测 (10) (四)营销策略 (10)

1、销售队伍建设 (10) 2、销售网络建设 (10) 3、销售策略 (10) 三、建设规模与产品方案 (12) (一)建设规模 (12) (二)产品方案 (12) 四、场址选择 (13) (一)场址所在位置现状 (13) 1、地点与地理位置 (13) 2、场址土地权属类别及占地面积 (13) 3、土地利用现状 (14) (二)场址建设条件 (14) 1、地理环境位置 (14) 2、地形、地貌 (14) 3、气候、水文 (14) 4、交通运输条件 (14) 5、公用设施社会依托条件 (14) 6、环境保护条件 (15) 7、法律支持条件 (15) 8、征地、拆迁、移民安置条件 (15) 9、施工条件 (15) 五、技术方案、设备方案和工程方案 (16) (一)技术方案 (16) 1、生产方法 (16) 2、工艺流程 (17) (二)主要设备方案 (18) 1、设备选配原则 (18) 2、设备选型表 (19) (三)工程方案 (20) 1、土建工程设计方案 (20)

甲醇制氢操作规程

400Nm3/h甲醇制氢 操作规程

目录 目录 .................................................................................................................................................. I 操作规程. (1) 一岗位管辖及任务 (1) 1.1岗位管辖范围 (1) 1.2岗位任务: (1) 二、工艺说明及流程示意图: (1) 2.1工艺说明 (1) 2.2流程示意图 (4) 三岗位工艺指标: (5) 3.1温度指标: (5) 3.2流量指标: (5) 3.3压力指标:MPa (5) 3.4液位: (6) 3.5分析指标 (6) 四:装置启动初次开车及停车后的再启动 (6) 4.1管道的试漏、保压 (6) 4.2催化剂的装填 (6) 4.3设备、仪表的调校 (9) 4.6投料启动 (10) 4.7停车后再启动 (10) 4.8催化剂的卸出 (12) 五正常停车步骤和紧急停车: (12) 5.1正常停车 (12) 5.2紧急停车 (13) 5.3临时停车 (14)

六常见故障及处理方法: (14) 6.1外界供给条件失常 (14) 6.2操作失调 (15) 6.3 PLC故障 (16) 5.4操作注意事项 (16) 七巡回检查制度: (17) 八岗位责任制: (17) 九设备维护保养制度: (18) 十设备润滑管理制度: (18) 十一安全注意事项: (19)

操作规程 一岗位管辖及任务 1.1岗位管辖范围 界区内所有管道、设备、阀门、电气及仪表等均属于岗位管辖范围。 1.2岗位任务: 利用甲醇和水的重整反应制氢,重整气组成为氢气约75%,二氧化碳约25%,还有微量的甲烷,二乙醚的等杂质,之后在通过变压吸附分离提氢,改变变压吸附(PSA)操作条件可生产不同纯度的氢气,氢气纯度最好可达99.999%以上。 二、工艺说明及流程示意图: 2.1工艺说明 2.1.1重整工段 甲醇进入界区后直接进入混配罐中,通过液位控制甲醇进料量,无离子水进入界区后直接进入混配罐中,通过控制液位控制无离子水进料量,两台混配罐一台陪料,一台使用。混配罐内甲醇、水混合液体能维持一个班八小时的工作用量。混配罐中的混合液经计量泵输送到换热器中。本工艺现场配备三台计量泵,其中一台输送混合液体,一台给水洗塔输送无离子水,另一台备用,三台泵型号、结构完全相同,开二备一。甲醇、水混合液体进入换热器与由反应器出来的重整气进行换热,换热后混合液温度由室温升至140℃,并呈现部分气化的气液胶着状态,然后接着进入气化过热器,被过热器下部管壳内高温导热油加热气化,气化后的甲醇、水混合蒸气通过气化过热器上部列管被管壳中的高温导热油进一步加热到240~300℃范围内,然后进入反应器中。进入反应器的甲醇、水混合蒸气由上而下通过催化剂床层,在催化剂的作用下发生甲醇、水蒸气重整反应,生成产物为二氧化碳和氢气—重整气。由反应器出来的重整气进入换热器中与原料甲醇、水液体进行换热,完成热量交换后,重整气的温度由240~300℃降为160℃左右,然后进入水冷却器进一步冷却至室温,经冷却

【CN109755605A】基于石墨烯材料的燃料电池双极板、制备方法及甲醇重整燃料电池组【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910122762.1 (22)申请日 2019.02.19 (71)申请人 中氢新能技术有限公司 地址 100000 北京市石景山区实兴大街30 号院3号楼2层A-1866 (72)发明人 周明强 武洪松 刘飞  (74)专利代理机构 北京冠和权律师事务所 11399 代理人 朱健 张迪 (51)Int.Cl. H01M 8/0241(2016.01) H01M 8/0234(2016.01) H01M 8/0232(2016.01) H01M 8/0612(2016.01) H01M 8/04029(2016.01) H01M 8/04007(2016.01)H01M 8/04701(2016.01)H01M 8/04746(2016.01)H01M 8/0432(2016.01)H01M 8/04537(2016.01) (54)发明名称基于石墨烯材料的燃料电池双极板、制备方法及甲醇重整燃料电池组(57)摘要本发明提供了一种基于石墨烯材料的燃料电池双极板、制备方法及甲醇重整燃料电池组,燃料电池双极板为石墨烯材料制成,石墨烯材料包括10-90重量份石墨烯、20-60重量份金属。本发明提供的基于石墨烯材料的燃料电池双极板具有以下优点,双极板片状体能够达到厘米级以上;该种石墨烯材料的密度为1.5至3.5克/立方厘米,使得其重量较轻;石墨烯材料的辐射系数超过0.95,金属的辐射系数仅为0.1;该石墨烯双极板能够实现结构功能的一体化,使其强度到达40MPa至300MPa,满足燃料电池的结构要求;石墨烯双极板同样拥有良好的导热性及散热性,可以避免氢气、氧气反应时造成的局部温度过高,对阳极催化剂层、质子交换膜、阴极催化剂层起到保护作用,同时也提高了燃料电池的使用寿命 等。权利要求书2页 说明书7页 附图6页CN 109755605 A 2019.05.14 C N 109755605 A

20190327国内外甲醇燃料电池汽车发展历程 (下)

国际甲醇燃料电池汽车发展史(下篇) 上文说到,甲醇重整制氢在海外经历了长达10年(2006-2016年)的低潮期,仅仅在备用电源领域有所应用。国内从2010年起,开始有企业对此关注,做相应的研究,但没有企业有念头和实力,将甲醇重整燃料电池系统集成到汽车上。 直到2014年,深圳开始出现2012年大运会期间投入的纯电动大巴车续航里程衰减严重的现象,迫切需要解决方案,有人开始考虑用燃料电池给锂电池随车充电——增程式。 2015年,Mirai横空出世,7万美元的售价,113kW的电堆,一下子打开了中国氢燃料电池工作者的思路:燃料电池可以做到很便宜。性能上不需要一步到位到100kW以上,可以从30kW开始。 在这个技术路线的指导下,基于甲醇重整燃料电池发电系统开始登上历史舞台,并开始在中国得到深入研究。 甲醇重整制氢+氢燃料电池系统作为“发电机”系统,主要有三种技术路线: A.第一类技术是甲醇重整+高温燃料电池,这类技术是现阶段发展最快的技术路径,已在电动车和特殊领域得到了众多成功应用。 高温燃料电池是指工作温度在160℃以上的质子交换膜技术。相比于常温/低温的系统85℃左右工作温度,高温燃料电池的160℃工作温度可以保证氢气在电堆内反应后的产物都是水蒸气,而不存在液态水的可能。这样可以避免淹堆、反极等低温燃料电池电堆会碰到的问题。从硬件配置上来讲,可以规避氢气循环泵、增湿器等,对于空压机的要求也会低很多,可以大大简化系统的设计。 图1:典型的甲醇重整高温燃料电池系统图 这类高温燃料电池兼顾了PAFC磷酸燃料电池和PEM质子交换膜燃料电池的优点,采用了PEM燃料电池的结构,通过使用PBI(聚苯并咪唑)膜和H3PO4磷酸传导质子,虽然功率密度比基于Nafion(全氟磺酸膜)的低温质子交换膜小,但是系统效率高。最重要的是,高温堆能耐受2%的CO,不会形成铂催化剂中毒。 这套系统中,甲醇和水的混合液重整制氢的过程是一个吸热的过程,相比之下,还有其他的重整技术,可以实现甲醇自热重整反应:导入一定量的氧气参与氧化,这样重整器当中

甲醇裂解小型制氢企业

利用天然气制氢,存在成本低,规模效应显著等优点,研究和开发更为先 进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。天然气作为优质、洁 净的工业能源,在我国能源发展过程中具有重要的战略意义。因为天然气不仅是人们日常生活的重要燃料,同时也是众多化工次产品的基础性原料。很多厂家想要购买制氢设备,一定要选好厂家,因为涉及到安全和各种售后服务问题。 近年来,以风力和太阳能发电为主的新能源发展势头强劲,以化石能源 为主的能源开发利用方式面临挑战,一场历史性的能源变革正在全球范围内 孕育。与人类历史上的前两次能源变革不同,中国有能力成为这轮能源革命 的主要推动者。 人们希望找到将电能储存起来的办法,即在电力富余的时候将其存储, 在电力短缺的时候再释放出来,以满足供需之间实时平衡的需要。 甲醇是最佳的战略储能方式之一 首先,甲醇可以通过传统化石能源清洁化生产制得,也可以通过太阳能、风能等间歇式可再生能源转换获得,还可以利用农作物秸秆、动物粪便和有 机物发酵获得,是可再生以及重复利用,转换氢能的最佳媒介,也是实现国 家中长期储能的大宗化工原料。未来可以直接用空气中的二氧化碳或工厂排 放的二氧化碳生产甲醇。

其次,甲醇对石油的替代使用功能也是足够强大的。甲醇可以以不同成 分混入汽油使用,或者经过简单脱水反应生成二甲醚及甲醇与植物油进行酯 交换反应合成生物柴油,两者都是清洁的柴油代用燃料。所以甲醇基本上可 替代石油加工成为车、船、飞机的动力燃料的补充,而且成本更低。另外, 甲醇可以替代石油,加工成为多种石油化工产品,通过甲醇裂解工艺(MTO 工艺)可以生产混合低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等),也可以通过MTP 工艺单独合成丙烯,而低碳烯烃是石油化工的龙头产品,甚至用于生产芳烃(苯、甲苯、二甲苯等)的MTA技术也在研发中,满足现有石油化工的需求。而且甲醇可以直接加工成多种产品,如可以直接作为燃料电池的燃料或 氢的中间储存燃料,它也是传统用来加工甲醛、醋酸、碳酸二甲酯、1,4-丁 二醇、乙炔二醇等大宗化学品的原料,是制造氯甲烷、有机硅产品的中间化 合物,作为溶剂、黏合剂等也有重要作用。 第三,从安全性考虑,甲醇从本质上将对人体是安全可控的。在毒理学中,半数致死量简称LD50,指引起一群实验对象50%个体死亡所需的剂量。LD50的数值越小,表示毒性越强。甲醇的LD50为5628mg/kg,汽油的 LD50为2500mg/kg,由此可见我们随处可见的汽油的毒性是甲醇的2倍以上。甲醇自然存在于人体,含量为0.6毫克/公斤体重,长期在200~ 250ppm甲醇含量的环境中工作无害,甲醇挥发性较低,仅是汽油的30%~60%。甲醇对人体主要的毒害在于误食饮用,对于视力损害严重。但比较容易控制,误饮中毒可以用碳酸氢钠、叶酸、酒精等降低它在体内代谢,所以人们普遍对甲醇为剧毒物质的印象是一种误导。甲醇在环境中也是安全的,甲醇造成火灾、爆炸的可能性远小于汽、柴油,其着火的极限浓度是汽 油的四倍;甲醇泄露的危害也比汽、柴油小,且易于稀释、扑救和降解,长 期储存不易变质。 第四,就环境保护而言,甲醇的环保效能较高。利用甲醇作为燃料的水 氢汽车,实现了零污染物排放,只排放纯净水和少量的二氧化碳,而二氧化 碳又是制甲醇的原料,真正实现了碳循环。 当然,最为重要的还是甲醇作为功能资源储备的经济合理性。从经济、 节能、减排等几个角度综合考察,其效能都很高,只要国家政策鼓励,前景 十分乐观。 水氢技术带人类走入新时代

甲醇催化制氢技术

甲醇催化制氢技术 一、氢气的主要用途 能源与环境是未来人类社会可持续发展涉及的最主要问题。目前, 全球绝大多数能量需求来源于化石燃料, 这最终必将导致化石燃料的枯竭, 而其使用也导致严重的环境污染,因此,可持续发展、无污染的非化石能源的开发利用是未来能源发展的必然趋势。 氢气的应用领域很广,其中用量最大的是作为一种重要的石油化工原料,用于生产合成氨、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。此外,在电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细化工合成、航空航天工业等领域也有应用。 在石油炼制过程中,石油产品的加氢裂化和加氢精制过程需要应用大量的氢气作为一种反应原料;另外,氢气在电子工业、冶金工业、浮法玻璃等行业中主要作为还原气体;在电子工业中用作燃料;在航天领域主要应用的是液氢,作为火箭推进的主要燃料。 除以上常规用途之外,目前越来越多的科研机构在着力于研究氢能的开发和利用。以氢为能源的燃料电池已成为世界范围内的重点攻关课题。从20世纪80年代后期开始,由于汽车尾气污染日益加剧,世界各国争相研究开发“零排放”的燃料电池电动车(FCEV),其中洁静、对环境友好的质子膜燃料电池(PEMFC)汽车被公认为是取代传统内燃机汽车的最佳选择。目前商业可行的PEMFC汽车一般使用随车携带的甲醇重整器供应燃料氢气。由于燃料电池技术新的发展,氢气作为燃料电池的燃料,展现了极其广泛的潜在市场。 工业上大量生产氢气的方法主要包括: 1)用水蒸汽通过灼热的焦炭, 生成的水煤气经过分离得到氢气, 以及煤直接汽化生成煤气经过分离得到氢气; 2)天然气催化分解以及天然气与水蒸汽重整后生成的物质经分离也可以得到氢, 3)甲醇催化重整制氢, 4)电解水制氢, 5)重油的部分氧化制氢,其他还有氨分解制氢等途径。 目前,国内外甲醇催化制氢的技术方法主要包括甲醇水蒸汽重整、甲醇部分氧化,以及甲醇分解三种制氢技术。工业化生产过程中主要使用甲醇水蒸汽重整制氢技术。甲醇水蒸汽重整制氢工艺以其投资小、生产成本较低、技术先进、产品氢气易分离、原料甲醇便于运输等优点得到较多生产型企业的青睐,已经在全国各行各业得到广泛应用。 二、甲醇催化制氢工艺介绍 在甲醇催化制氢工艺中,具有应用前景的技术主要是甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢,以及甲醇分解制氢。以下简单介绍一下三种甲醇催化制氢工艺过程。 1)甲醇水蒸汽重整制氢(methanol steam reforming)

甲醇制氢应用于氢燃料电池车的可行性及其发展前景

2019年第2 期2019年2月 0引言 近年来,全球范围内能源形势发生了剧烈变化,能源发展趋向“高效化、清洁化、低碳化和智能化”,加速推进能源革命,减少环境污染是新时期人类面临的重要任务之一。 H 2是一种清洁、高效、可持续的二次能源,被视为人类的“终极能源”,有着广阔的应用前景。早在20世纪70年代,“氢经济”的概念就被提出,其核心就是以氢作为燃料[1]。近年来,随着氢燃料电池技术的发展与进步,使得以H 2作为能源的应用飞速发展。以H 2作为燃料,通过氢燃料电池发电,可作为移动电源使用,也可用于驱动汽车、轮船、飞机等,其能量利用效率高,且无污染排放,受到各国政府和知名汽车制造商的高度重视。中国国务院国资委主任肖亚庆表示,发展氢能和燃料电池产业,事关中国能源发展战略,事关中国生态文明建设,事关中国战略性新兴产 业布局。 当前,氢能主要应用在新能源汽车领域,即氢燃料电池车,国内外推出了多种示范车型,包括轿车、公交车、客车、箱式货车等。氢燃料电池车的推广与应用是一个庞大的产业链,涉及H 2的制备、储存与运输,加氢站的建设,以及氢燃料电池系统与整车的生产与集成等产业。每一个产业的发展与进步都将直接影响氢燃料电池汽车产业的发展,因此,需要各产业技术的快速发展以及相互密切配合,才能促进氢燃料电池车快速、稳步地走向大规模应用。 据公开资料显示,截至2017年底,全球有328座运营的加氢站,中国仅有19座,预计2018年底将会有至少23座加氢站建成。尽管如此,相比氢燃料电池车的发展速度,加氢站的数量仍然太少,严重制约氢燃料电池车的推广与应用。清华大学教授、中国首个国家973氢能项目首席科学家毛宗强接受《21世纪经济报道》记者专访时曾说到,加氢站是制约中国氢燃料电池汽车发展的最主要因素。因此,加快加氢站的布局与建设,是推进氢燃料电池车发展的支撑和保障。 加氢站H 2的来源与成本对其建设与运营方式有重要的影响。H 2的来源决定加氢站是站外供氢还是站内 收稿日期:2018-12-18 基金项目:国家自然科学基金项目(21503254,21673270,21763018)第一作者简介:庆绍军,1984年生,男,安徽和县人,2009年毕业于中国科学院山西煤炭化学研究所有机化学专业,硕士,副研究员。通讯作者:高志贤,1964年生,男,博士,研究员,博士生导师。 甲醇制氢应用于氢燃料电池车的可行性及其发展前景 庆绍军1,4,侯晓宁1,4 ,李林东1,张 磊3,陈凯华1,高志贤1,樊卫斌2 (1.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001;2.中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原 030001;3.辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;4.中国科学院大学,北京100049)摘要:通过介绍甲醇制氢技术及其研究进展,对其应用于氢燃料电池车的经济性、节能与减排效果进行概算,阐述 了以甲醇制氢作为加氢站氢源应用于氢燃料电池车的可行性。概算结果显示,与燃油车相比,采用甲醇制氢作为氢源应用于氢燃料电池车具有较好的经济性,且节能减排效果明显。通过相关阐述,以期为加氢站的建设和氢能产业的发展提供决策思考。 关键词:甲醇制氢;甲醇储氢;氢能;氢燃料电池车;经济性;节能减排中图分类号:O643.32+2文献标识码:A 文章编号:2095-0802-(2019)02-0062-04 Application Feasibility and Development Prospect of Methanol to Hydrogen Technology for Hydrogen Fuel Cell Vehicle QING Shaojun 1,4,HOU Xiaoning 1,4,LI Lindong 1,ZHANG Lei 3,CHEN Kaihua 1,GAO Zhixian 1,FAN Weibin 2 (1.Institute of Coal Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Taiyuan 030001,Shanxi,China;2.State Key Laboratory of Coal Conversion,Institute of Coal Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Taiyuan 030001,Shanxi,China;3.College of Chemistry,Chemical Engineering,and Environmental Engineering,Liaoning Shihua University,Fushun 113001,Liaoning,China ; 4.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China) Abstract:This paper briefly introduced the technology of methanol to hydrogen and its research progress and estimated the economy,the reduction of energy consumption and emission of using the technology for hydrogen fuel cell vehicle.In view of these,the feasibility of applying the technology for fuel cell vehicle was discussed.The results show that using the technology of methanol to hydrogen as the hydrogen source,the fuel cell vehicle has better economy,showing significant reduction in both energy consumption and emission than that of gasoline fueled vehicles.The viewpoints of this paper may provide some useful references for the construction of hydrogen station and development of hydrogen industry. Key words:methanol to hydrogen;methanol hydrogen storage;hydrogen energy;hydrogen fuel cell vehicle;economy;energy and emission reduction (总第161期)新能源建设 62··

甲醇裂解制氢技术

2014-10-29IG IG IG_CHINA全球最大气体交流平台,提供最新最综合的新闻和商务资讯,欢迎大家进来交流! 新朋友:点击上方蓝字:[中国气体] +关注 老朋友:点击右上角“…”按钮将本文分享到朋友圈 8<---------------------------------------- 为减少化工生产中的能耗和降低成本,以替代被称为“电老虎”的“电解水制氢”的工艺,利用先进的甲醇蒸气重整──变压吸附技术制取纯氢和富含CO2的混合气体, 经过进一步的后处理, 可同时得到氢气和二氧化碳气。 甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂, 在催化剂的作用下, 发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳, 这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下: CH3OH→CO+2H2 (1) H2O+CO→CO2+H2 (2) CH3OH+H2O→CO2+3H2 (3) 重整反应生成的H2和CO2, 再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到高纯氢气。 2 制取途径 工业上利用甲醇制氢有二种途径:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。 甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高(由反应式可以看出其产物的氢气组成可接近75%),能量利用合理,过程控制简单,便于工业操作而更多地被采用。 3 工艺流程 甲醇蒸汽重整是吸热反应,可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。我公司蓝博净化科技的甲醇蒸汽重整制氢工艺,经历了多次技术改进,已相当成熟。该过程的典型工艺流程见图1。 甲醇蒸汽重整反应通常在250-300℃,1-5MPa,H20与CH30H摩尔比为1.0-5.0的条件下进行,重整产物气经过变压吸附等净化过程,可得不同规格的氢气产品。 甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统,也可以使用绝热反应系统。等温反应系统采用管式反应器,管壳中充满热载体进行换热,保持恒温反应。在绝热反应系统中,蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层,床层之间配备换热器1。 反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择,变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。变压吸附净化可获得纯度高于99.99%的氢气产品,依据所使用的不同吸附剂及工艺条件,氢回收率在70%-87%之间变化。溶剂洗涤、CO催化转化、甲烷化等过程均可用于净化氢气。

甲醇裂解制氢装置操作规程

甲醇裂解装置操作规程 目录 1.原料及转化的规格 2. 工艺 2.1.反应原理 2.2.工艺过程及化学反应原理 2.3化学反应原理 2.4.工艺流程叙述 3.主要控制指标 3.1.原料汽化过热 3.2.转化反应 3.3.转化气指标 4.操作程序 4.1 开车前的准备工作 4.2 汽化过热器开车 4.3 .转化器开车的条件: 5.开车 5.1初次开车前的准备工作 6.停车和停车后再启动 6.1正常停车 6.2紧急停车 6.3临时停车 6.4长期停车 6.5停车后再启动 7.安全技术 7.1.氢气的性质 7.2.装置的安全设施 7.3.氢气系统运行安全要点 7.4.消防 7.5生产基本注意事项

正文 1.原料及转化的规格 1.1原料规格 甲醇:符合GB338—2004标准一等品要求。严禁含乙醇、氯离子、硫离子、烃类。 脱盐水:C1﹣≤3ppm,电导率≤20u s/cm,90℃以下稳定,对碳钢、不锈钢无腐蚀。 1.2转化气规格 组成:H2 73~74.5% CO2 23~24.5% CO ≤1.0% CH3OH ≤200ppm H2O 饱和压力: 1.4~1.6Mpa-G 温度: ≤40℃ 2. 工艺 2.1.反应原理 甲醇和水按一定配比经加压、汽化过热,其混合蒸汽在催化剂作用下发生催化裂解和转化反应。 CH3OH -----------CO+2H2-90.7 kJ/mo1 CO+H2O----------CO2+H2+41.2 KJ/mol CH3OH+H2O=CO2+3H2-49.5KJ/mol 2.2.工艺过程及化学反应原理 2.2.1工艺过程 甲醇催化转化制气工艺过程包括:原料汽化、催化转化反应、转化气冷却冷凝以及洗涤净化等。 2.2.2原料汽化 原料汽化是指,将甲醇和脱盐水按规定比例混合,用泵加送入系统进行预热、汽化过热至转化温度的过程。完成此过程需:原料液罐

甲醇裂解制氢资料

甲醇裂解制氢技术综述 【关键词】甲醇裂解制氢 【摘要】氢气在工业上有着广泛的用途。近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。 甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术 1前言 氢气在工业上有着广泛的用途。近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。 对没有方便氢源的地区,如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资,“相当于半个合成氨”,只适用于大规模用户。对中小用户电解水可方便制得氢气,但能耗很大,每立方米氢气耗电达~6度,且氢纯度不理想,杂质多,同时规模也受到限制,因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造,改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线。 西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。第一套600Nm3/h制氢装置于1993年7月在广州金珠江化学有限公司首先投产开车,在得到纯度99.99%氢气同时还得到食品级二氧化碳,该技术属国内首创,取得良好的经济效益。此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖、94年获广东省科技进步二等奖。 2工艺原理及其特点 本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料,在220~280℃下,专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气,其原理如下: 主反应:CH3OH=CO+2H2 +90.7 KJ/mol CO+H2O=CO2+H2 -41.2 KJ/mol 总反应:CH3OH+H2O=CO2+3H2 +49.5 KJ/mol 副反应:2CH3OH=CH3OCH3+H2O -24.9 KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O -+206.3KJ/mol 上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为 H2 73~74% CO2 23~24.5% CO ~1.0% CH3OH 300ppm H2O 饱和

甲醇制氢异常情况处理

甲醇制氢装置 常 见 故 障 及 原 因 分 析

甲醇裂解部分 故障1:甲醇裂解部分起压慢或起不了压。 主要原因: 1 导热油温度低。 2 导热油循环量少。 3 催化剂严重架桥或反应器中有空管。 4 换热器严重泄漏。 5 催化剂失活。 6 进料量太少。 7 汽化器出口安全阀泄漏。 8 转化器进口旁路阀泄漏。 9 转化气放空阀泄漏。 10 与转化气放空阀并联的安全阀泄漏。 11 转化器或汽化器严重堵塞,使换热面积严重减少。12转化器或汽化器严重结垢,使传热效率严重降低。 13 原料液浓度低。 14 气体从循环罐泄漏。 15 冷却器严重泄漏。 故障2:汽化器液位高。 主要原因: 1 汽化器液位计上下阀门未打开。 2 汽化器液位计下阀门堵塞。 3 系统压力高。 4 汽化器换热面积小。 5 汽化器严重结垢传热效率严重降低。 6 导热油温低或循环量小。 7 导热油循环量小。 8 进料量大。 故障3:安全阀频繁动作。 主要原因: 1 安全阀整定压力偏低。 2 进料量时大时少。 3 导热油温度波动太大。 4 系统操作压力设定偏高。 故障4:安全阀泄漏。 主要原因: 1 安全阀动作后回座不到位。 2 安全阀阀芯被杂质卡住。

故障5:循环液罐液位失制。 主要原因: 1 调节阀前后及旁路阀开头状态不正确。 2 调节阀控制状态不正确。 3 调节阀零位不正确。 4 仪表信号问题(输入输出不正确或没有信号)。 5 调节阀无仪表空气。 6 调节阀阀芯被杂质卡住。 7 净化塔液位计上下阀门未打开。 8 净化塔液位计下阀门堵塞。 9 管道或阀门被冻结。 10 电脑程序问题。 故障6:转化气中CO偏高,如大于1%或更高。 主要原因: 1 原料液浓度高(>64%)。 2 导热油温度过高。 3 分析问题。 故障7:转化气中水份过高。 主要原因: 1 循环冷却进水温度过高。 2 循环冷却水量过小或没有循环冷却水。 3 冷却器结垢,换热效率低。 4 设备换热面积低。 5 气液分离罐液位控制出问题使气液分离罐中液体过多。故障8:循环液罐中杂质增加,水质变差。 主要原因: 1 原料水质量有问题。 2 原料甲醇质量有问题。 3 冷却器泄漏,循环冷却水漏进了系统。 故障9:循环液带油。 主要原因: 1 汽化器漏油。 2 转化器漏油。 3 若是新装置可能是设备未清洗干净或未进行脱脂处理。故障10:冷凝液甲醇浓度高。 主要原因: 1 导热油温度低。 2 催化剂失活。

甲醇燃料电池的制备以及应用

甲醇燃料电池的制备以及应用 学号:080319姓名:陈强 新疆工业高等专科学校,乌鲁木齐830091 摘要:采用固体电解质膜的直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,简写DMFC)由于结构简单、无液体电解质、比能量高等优点,近年来成为国际上的研究热点。论述了DMFC的原理和各研究机构目前取得的最新进展。目前存在的两个主要的问题是:甲醇从阳极向阴极的渗透和阳极催化剂活性较低。使用新型的非氟质子交换膜及复合膜有望最终解决甲醇渗透的问题。阳极催化剂的研究已经向铂基多组元件系扩展。直接甲醇燃料电池在手机电源等微型移动电源和千瓦级的工业用可移动电源及电动车方面有一定的应用前景。 关键词:直接甲醇燃料电池,质子交换膜 1引言 直接甲醇燃料电池(DMFC)是将燃料(甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能直接转化为电能的一种发电装置。DMFC研究始于20世纪60年代,Shell,Exxon以及Hitachi等公司在该领域做了大量工作[1].20世纪90年代初,由于全氟磺酸膜(Nafion)的成功应用,电极性能大幅度提高,DM2FC的研究与开发引起了许多发达国家的关注。美国喷气推进实验室(JPL)、LosAlamos国家实验室(LANL)、西部保留地大学(CWRU)等单位在电催化剂、电解质膜和膜电极(MEA)、电池系统等方面的研究取得了可喜成就。2001年5月,美国陆军研究室(ARL)组织了由2个单位参加的技术合作联盟,重点开发单兵作战武器电源的DMFC.2002年8月,MTIMircoFuelCells公司展示了空气自呼吸(air-breathing)式用于PDA、手机电源的DMFC样机。2003年2月,美国总统布什试用该样机进行了长时间通话。在DMFC 作为笔记本电脑电源的研制方面,日本NEC公司于2003年9月披露了总重约900g、燃料容量为300ml 的样机,连续工作5小时,最大输出功率达24W,输出电压为12V,声称电池的性能为全球最高,产品期望在2004年商业化。此外,2003年8月,德国SmartFuelCell(SFC)公司推出了世界上第一个面向终端用户的DMFC独立系统SFCA25,使用2.5L甲醇燃料可在全功率下工作70—80小时。此外,许多国际著名公司加了DMFC研发的行列。日本的Hitachi,Toshiba,Sony,韩国的Samsung等等,这无疑将大大加速DMFC的商业化进程。国内DMFC的研究始于20世纪90年代初,目前有20余个单位先后开展了DMFC研究工作,并取得了长足进展,但总体水平与国外先进水平相比仍有一定差距。 2甲醇燃料电池简介 直接甲醇燃料电池(DMFC)以其燃料来源丰富、储存方便、结构简单、操作安全、持续供电时间长等优点而日益受到广泛关注,预计将在小型家用电器、笔记本电脑、手机以及军事移动性仪器等领域具有广泛的应用前景。在过去的二十多年里,人们对这种新型电源产生了巨大热情,许多国家均对

甲醇燃料电池

甲醇燃料电池 直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种,它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳,质子和电子,如同标准的质子交换膜燃料电池一样,质子透过质子交换膜在阴极与氧反应,电子通过外电路到达阴极,并做功。 总反应式:2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 酸2CH4O+3O2+4OH–=2CO3(2-) +6H2O 碱 碱性条件:正极:3O2 + 12e–+ 6H20 → 12OH–负极:2CH4O - 12e–+ 16OH–→2CO3( 2-) + 12H2O 酸性条件:正极:3O2 + 12e–+ 12H+ → 6H2O 负极:2CH4O - 12e–+ 2H2O → 12H+ + 2CO2 这种电池的期望工作温度为120℃以下,比标准的质子交换膜燃料电池略高,其效率大约是40%左右。 碱性介质下的甲烷燃料电池 负极:CH4+10OH - - 8e-===CO32- +7H2O 正极:2O2+8e-+4H2O===8OH- 离子方程式为:CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O 总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O 酸性介质下的甲烷燃料电池: 负极:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 正极:2O2+8e-+8H+===4H2O 总反应方程式为:2O2+CH4===2H2O+CO2 反应情况: 1.随着电池不断放电,电解质溶液的碱性减小; 2.通常情况下,甲烷燃料电池的能量率大于甲烷燃烧的能量利用率。

甲烷燃料电池化学方程式 CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20 ①就是CH4在O2中燃烧,生成的CO2和OH-反应生成CO32-的离子反应方程式接着写正极,记住:正极在碱性条件下的反应一定是:O2+4e-+2H2O==4OH- ②接着将总反应式减去正极反应式就是负极反应式,这里有一点非常重要,就是一定要将O2消去,因为原电池负极发生氧化反应,而O2发生还原反应故一定要将O2消去将②X2 得到2O2+8e-+4H2O===8OH- ③①-③得到CH4-8e--4H2o+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-移项的到负极反应式:CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20总反应:CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20 负极:CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20 正极:O2+4e-+2H2O==4OH 氢—氧燃料电池 如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种,在酸溶液中负极反应式为: 2H2-4e-==4H+ 正极反应式为:O2 + 4H+ +4eˉ== 2H2O;如是在碱溶液中,则不可能有H+出现,在酸溶液中,也不可能出现OHˉ。 若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ 若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为:2H2-4eˉ=4H+(阳离子),正极为:O2+4eˉ+4H+=2H2O

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