隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,人們對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求越來(lái)越高。海運(yùn)業(yè)作為耗能大戶,新能源船舶的開發(fā)顯得尤為重要。燃料電池具有高能效、低排放、低噪音、布置靈活等諸多優(yōu)勢(shì),有望成為潛艇、LNG、科學(xué)勘探船等船舶上代替?zhèn)鹘y(tǒng)動(dòng)力裝置的新技術(shù)。氫氣作為燃料電池的主要燃料之一,具有不易大量?jī)?chǔ)存的特點(diǎn)。因此,將燃料電池船商用化,解決氫燃料的貯藏是關(guān)鍵。天然氣資源豐富、易于儲(chǔ)存,且作為船載貨物,有著成熟的載運(yùn)管理體系。因此利用天然氣在船舶運(yùn)行途中現(xiàn)場(chǎng)制氫,是解決這一難題的有效途徑。盡管甲烷水蒸氣重整制氫過(guò)程易于控制,產(chǎn)氫率高,但其工業(yè)設(shè)備體積龐大,不利于在有限空間的船舶領(lǐng)域直接應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)船用緊湊型甲烷重整器成為航運(yùn)業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。微通道雙向耦合的緊湊型甲烷重整器既能滿足海上環(huán)境對(duì)設(shè)備的要求,因此具有很大的開發(fā)潛力。目前對(duì)甲烷水蒸氣重整的研究主要集中在催化劑的制備與優(yōu)化上,以提高甲烷轉(zhuǎn)化率、一氧化碳選擇性、催化劑抗積碳能力等重要性能,國(guó)內(nèi)外有很多針對(duì)催化劑的活性組分、助劑和載體的研究。基于這些研究,本文的工作主要有:（1）設(shè)計(jì)并搭建甲烷水蒸氣重整反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與測(cè)試平臺(tái),制作了小型甲烷重整器。（2）使用... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)說(shuō)明表
1 緒論
    1.1 船用能源發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.1 船用能源消費(fèi)狀況
        1.1.2 新能源船舶發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.3 燃料電池研究狀況
        1.1.4 氫能源發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 甲烷水蒸氣重整制氫的研究進(jìn)展
        1.2.1 傳統(tǒng)甲烷水蒸氣重整制氫
        1.2.2 甲烷水蒸氣重整的工藝條件
        1.2.3 反應(yīng)機(jī)理
    1.3 甲烷水蒸氣重整催化劑研究現(xiàn)狀
        1.3.1 催化劑中活性組分
        1.3.2 催化劑中助劑
        1.3.3 催化劑中載體
        1.3.4 催化劑失活
    1.4 船用緊湊型甲烷重整器的設(shè)計(jì)
        1.4.1 船用緊湊型甲烷重整器的反應(yīng)器設(shè)計(jì)
        1.4.2 緊湊型甲烷蒸汽重整器在船舶領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
    1.5 論文目的與主要工作
2 甲烷水蒸氣重整實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)搭建與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
    2.1 引言
    2.2 甲烷水蒸氣重整實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建
        2.2.1 甲烷水蒸氣重整實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)
        2.2.2 甲烷水蒸氣重整實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建
        2.2.3 甲烷水蒸氣重整反應(yīng)器
        2.2.4 測(cè)試儀器及相關(guān)設(shè)備
    2.3 催化劑的制備與表征
        2.3.1 化學(xué)藥品及氣體
        2.3.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.3.3 測(cè)量載體吸水率
        2.3.4 制備催化劑
        2.3.5 催化劑表征
    2.4 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        2.4.1 水蒸氣量的標(biāo)定
        2.4.2 氣密性檢驗(yàn)
        2.4.3 空白實(shí)驗(yàn)
        2.4.4 催化劑填充
        2.4.5 催化劑還原
    2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)及分析方法
    2.6 本章小結(jié)
3 甲烷水蒸氣重整反應(yīng)中鎳基催化劑的性能評(píng)價(jià)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方案
    3.3 載體CeO_2與Al_2O_3對(duì)鎳基催化劑催化活性的影響分析
    3.4 不同Ni負(fù)載量下Ni/CeO_2的催化活性
    3.5 不同Ni負(fù)載量下Ni/CeO_2的晶相與結(jié)構(gòu)
        3.5.1 XRD分析
        3.5.2 SEM分析
    3.6 助劑Mg與Sr對(duì)催化劑的改性研究
        3.6.1 助劑Mg對(duì)催化劑活性的影響
        3.6.2 助劑Sr對(duì)催化劑活性的影響
        3.6.3 鎳基催化劑助劑的選擇
    3.7 催化劑穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        3.7.1 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果
        3.7.2 SEM分析
    3.8 本章小結(jié)
4 甲烷水蒸氣重整反應(yīng)的工況條件研究
    4.1 引言
    4.2 甲烷水蒸氣重整反應(yīng)溫度的研究
    4.3 甲烷水蒸氣重整水碳比的研究
    4.4 甲烷水蒸氣重整空速的研究
    4.5 本章小結(jié)
5 重整反應(yīng)器的數(shù)值模擬分析
    5.1 引言
    5.2 模型的建立
        5.2.1 物理模型
        5.2.2 數(shù)學(xué)模型
        5.2.3 邊界條件
        5.2.4 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
    5.3 模擬結(jié)果與分析
        5.3.1 模型驗(yàn)證
        5.3.2 反應(yīng)物沿程組分分布
        5.3.3 流道重整速率分布
    5.4 緊湊型甲烷重整器優(yōu)化方案
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]典型船舶燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)研究[J]. 潘其永,朱子文,鄭青榕,紀(jì)厚芝.  船舶工程. 2016(04)
[2]固體氧化物燃料電池作為動(dòng)力源在船舶應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[J]. 張亮,張維競(jìng),崔賢.  中國(guó)艦船研究. 2011(06)
[3]稀土鐿助劑及制備方法對(duì)鎳基催化劑天然氣水蒸氣重整性能的影響[J]. 徐立昊,米萬(wàn)良,蘇慶泉.  化工學(xué)報(bào). 2011(04)
[4]Ni-Co雙金屬催化劑上沼氣重整制氫機(jī)理[J]. 徐軍科,沈利紅,周偉,馬建新.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[5]助劑MgO、CaO對(duì)甲烷水蒸氣重整Ni/γ-Al2O3催化性能的影響[J]. 趙云莉,呂永康,常麗萍,鮑衛(wèi)仁.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(02)
[6]甲烷重整制氫用催化劑的研究進(jìn)展[J]. 楊修春,韋亞南.  材料導(dǎo)報(bào). 2007(05)
[7]對(duì)我國(guó)能源現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展的幾點(diǎn)思考[J]. 詹華,姚士洪.  能源工程. 2003(03)
[8]堿土金屬對(duì)甲烷與空氣制合成氣Ni/CaO-Al2O3催化劑性能的影響[J]. 尚麗霞,謝衛(wèi)國(guó),呂紹潔,邱發(fā)禮.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2001(05)
[9]Ni基催化劑上甲烷與空氣或O2/水蒸氣部分氧化制合成氣（英文）[J]. 季亞英,李文釗,陳燕馨,于春英,于豐云,徐恒泳.  Journal of Natural Gas Chemistry. 2000(04)

博士論文
[1]微通道內(nèi)氣體流動(dòng)換熱的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張?zhí)锾?北京交通大學(xué) 2011
[2]甲烷蒸汽重整反應(yīng)本征動(dòng)力學(xué)及微通道反應(yīng)器性能研究[D]. 漆波.重慶大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3181054