發(fā)布時間：2018-07-06 17:37

  本文選題：微小液固流化床 + 流化特性　； 參考：《青島科技大學》2016年碩士論文

【摘要】：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)�；瘧檬艿搅俗璧K。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�？疾炝宋⑿∫汗塘骰驳牧骰匦�。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小;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2 wt.%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3.00×10-3 m·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°C時,穩(wěn)定制氫時間最長。顆粒粒徑對制氫穩(wěn)定性影響不大,但催化劑粒徑越小,反應越快,反應時間越短。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of the global economy, the global demand for energy has expanded rapidly. However, due to a series of problems, such as energy shortage and environmental deterioration, the demand for new energy is increasing gradually. Hydrogen energy is a kind of clean energy with high calorific value. In the process of its development and utilization, storage and transportation problems hinder its application on a large scale. The technology of hydrolysis of sodium borohydride to produce hydrogen has attracted extensive attention of researchers due to its many advantages. Early researchers focused their attention on the development of efficient and cheap catalysts for the hydrolysis of hydrogen by sodium borohydride, but there were few studies on hydrogen production reactors in detail. As a place where hydrolysis of sodium borohydride to produce hydrogen occurs, reactor plays an important role in efficient and safe reaction. Therefore, a set of micro liquid-solid fluidized bed hydrogen production reactors built by ourselves was introduced in this paper. The fluidization characteristics of the reactor were investigated, and the activated carbon cobalt based catalyst of walnut shell was also used. The characteristics of hydrolysis of sodium borohydride to produce hydrogen were investigated in the device. Firstly, the fluidization characteristics of micro liquid-solid fluidized bed were investigated by using solid particles such as quartz sand and walnut shell activated carbon. By observing the experimental phenomena, the flow patterns in fluidization process are divided and compared with those in conventional liquid-solid fluidized beds. The experimental results show that the packing height has little effect on the operating flow rate of each flow pattern, but with the decrease of particle size and density, the flow velocity range of maintaining the flow rate decreases, and the bed expansion rate decreases with the increase of the packing height. But the uniformity of fluidization process has been improved. In addition, the smaller the particle size and density, the more obvious the influence of liquid velocity on bed expansion rate and the higher the uniformity of fluidization. When the height of the bed is increased, the particle size decreases, the pressure drop of the bed increases and the fluidization quality increases. In addition, the minimum fluidization rate of particles increases with the increase of particle size and density. Secondly, the characteristics of hydrolysis of sodium borohydride to produce hydrogen were investigated. The experimental results show that with the decrease of the concentration of sodium borohydride solution, the stable hydrogen production time increases first and then shortens. When the concentration of the solution was 2 wt.%, the time of hydrogen production was the longest, accounting for 58.46% of the total reaction time. Changing the flow rate of the reaction liquid has little effect on the total reaction time, but it will affect the time of the stable hydrogen production during the reaction process. In addition, with the increase of the flow rate, the stabilization time increases first and then shortens. When the flow rate is 3.00 脳 10 ~ (-3) m 路s ~ (-1), the stabilization time is the longest. Higher temperature is conducive to rapid reaction, but is not conducive to the stability of the reaction. With the decrease of temperature, the reaction rate decreases gradually and the reaction time becomes longer. When the reaction temperature is 25 擄C, the time of stable hydrogen production is the longest. The particle size has little effect on the stability of hydrogen production, but the smaller the catalyst size is, the faster the reaction time is and the shorter the reaction time is.
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ116.2

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本文編號：2103599