氫能概論

目錄

第1章緒論（1）

1.1氫與氫能的特點（1）

1.1.1氫的性質（1）

1.1.2氫能的特點（2）

1.2氫能全產業(yè)鏈簡介（3）

1.3氫安全（4）

1.4氫能發(fā)展前景（4）

1.5氫能對實現(xiàn)我國“雙碳”發(fā)展戰(zhàn)略的重要意義（5）

習題（6）

第2章制氫（7）

2.1煤氣化制氫（7）

2.1.1固定床煤氣化制氫（8）

2.1.2流化床煤氣化制氫（8）

2.1.3氣流床煤氣化制氫（9）

2.2天然氣制氫（11）

2.2.1天然氣蒸汽重整制氫（11）

2.2.2天然氣部分氧化制氫（13）

2.2.3天然氣二氧化碳重整制氫（13）

2.2.4天然氣催化裂解制氫（13）

2.3水電解制氫（14）

2.3.1堿性電解水制氫（15）

2.3.2質子交換膜電解水制氫（15）

2.3.3固體氧化物電解水制氫（16）

2.4甲醇制氫（17）

2.4.1甲醇蒸汽重整制氫（18）

2.4.2甲醇裂解制氫（19）

2.4.3甲醇部分氧化制氫（20）

2.5太陽能制氫（21）

2.5.1太陽能光催化分解水制氫（21）

2.5.2太陽能光電化學分解水制氫（22）

2.6工業(yè)副產氫氣（23）

2.6.1氯堿副產氫氣（24）

2.6.2焦爐煤氣副產氫氣（25）

2.6.3石化企業(yè)副產氫氣（26）

2.7其他制氫方法（27）

2.7.1氨分解制氫（27）

2.7.2生物質熱化學制氫（28）

2.7.3微生物制氫（29）

2.7.4生物質衍生物制氫（30）

習題（33）

第3章氫的儲存（34）

3.1氫的高壓氣態(tài)儲存（34）

3.1.1高壓氣態(tài)儲氫原理（34）

3.1.2高壓氣態(tài)儲氫設備（35）

3.1.3氫氣高壓儲存的應用（40）

3.2氫的液態(tài)儲存（41）

3.2.1氫的液態(tài)儲存原理（41）

3.2.2氫的液態(tài)儲存設備（42）

3.2.3液態(tài)儲氫技術的應用（44）

3.3氫的固態(tài)儲存（44）

3.3.1化學儲氫（45）

3.3.2吸附儲氫（49）

3.3.3固態(tài)儲氫設備（50）

3.3.4固態(tài)儲氫的應用（54）

3.4氫的有機液體儲存（55）

3.4.1有機液體儲氫原理（55）

3.4.2液體有機氫載體（55）

3.4.3有機液體儲氫的特點及應用（56）

習題（56）

第4章氫的輸送與加注（58）

4.1高壓氣態(tài)氫長管拖車輸送（58）

4.1.1高壓氣氫的制?。?8）

4.1.2氫氣長管拖車（59）

4.1.3高壓氣氫的裝卸車工藝（60）

4.2純氫和摻氫天然氣管道輸送（62）

4.2.1純氫管道輸送（62）

4.2.2摻氫天然氣管道輸送（65）

4.3液氫的車船輸送（68）

4.3.1氫氣液化（68）

4.3.2液氫槽罐車充裝及運輸要求（69）

4.3.3液氫槽罐車船（70）

4.4其他輸送方式（71）

4.4.1有機液態(tài)氫化物輸送（71）

4.4.2固態(tài)氫輸送（73）

4.4.3不同氫氣輸送方式比較（73）

4.5加氫站（73）

4.5.1加氫站類別（73）

4.5.2氫氣加氫站（74）

4.5.2液氫加氫站（78）

習題（79）

第5章氫燃燒及其利用（81）

5.1氫燃燒與直接熱利用（81）

5.1.1氫燃燒及特點（81）

5.1.2氫直接熱利用（82）

5.2氫內燃機（84）

5.2.1氫內燃機工作原理（84）

5.2.2氫內燃機系統(tǒng)（85）

5.2.3氫內燃機理論循環(huán)（87）

5.2.4氫內燃機與汽油內燃機對比（88）

5.2.5氫內燃機應用實例（90）

5.3氫燃氣輪機（92）

5.3.1氫燃氣輪機工作原理（92）

5.3.2氫燃氣輪機結構（93）

5.3.3氫燃氣輪機簡單理想循環(huán)（96）

5.3.4氫燃氣輪機性能影響因素（97）

5.4液氫火箭（100）

5.4.1液氫火箭結構及工作原理（100）

5.4.2YF-77氫氧火箭發(fā)動機系統(tǒng)（101）

5.4.3氫氧火箭發(fā)動機的優(yōu)勢（103）

5.4.4氫氧火箭發(fā)動機性能影響因素（103）

習題（105）

第6章燃料電池及其利用（106）

6.1燃料電池（106）

6.1.1燃料電池的基本構造（106）

6.1.2燃料電池的基本工作原理（107）

6.1.3燃料電池的種類（108）

6.1.4燃料電池的特點（111）

6.2燃料電池在交通運輸領域的利用（112）

6.2.1燃料電池車輛的原理（113）

6.2.2燃料電池車輛（117）

6.2.3燃料電池船舶（120）

6.2.4燃料電池機車（120）

6.2.5燃料電池飛機（121）

6.3燃料電池在儲能發(fā)電領域的利用（122）

6.3.1固定式燃料電池發(fā)電（122）

6.3.2移動式燃料電池電源（124）

6.3.3微型燃料電池電源（125）

6.4我國燃料電池發(fā)展前景（127）

6.4.1自主知識產權的核心技術（127）

6.4.2電池系統(tǒng)的可靠性、功率密度及壽命（127）

6.4.3政策引導、技術標準及檢測體系（127）

習題（128）

第7章氫在能源化工領域的利用（130）

7.1化工領域的氫利用（130）

7.1.1合成氨工業(yè)的氫利用（130）

7.1.2合成甲醇工業(yè)的氫利用（131）

7.2石油化工領域的氫利用（132）

7.2.1加氫精制（132）

7.2.2加氫裂化（135）

7.3煤化工領域的氫利用（138）

7.3.1煤間接液化工藝中的氫利用（138）

7.3.2煤直接液化工藝中的氫利用（141）

習題（145）

第8章氫在其他領域的利用（148）

8.1氫在電子行業(yè)中的利用（148）

8.1.1氫作為氣氛氣（148）

8.1.2氫作為原料氣（149）

8.1.3氫作為蝕刻氣（149）

8.1.4氫氣作為載氣（150）

8.2鋼鐵行業(yè)的氫利用（150）

8.2.1氫氣煉鐵的原理（151）

8.2.2富氫氣基直接還原煉鐵技術（152）

8.2.3富氫熔融還原煉鐵技術（154）

8.3氫在醫(yī)療健康領域的應用（155）

8.3.1氫氣的生物安全性（155）

8.3.2氫氣治療疾病概況（156）

8.3.3利用氫氣治療疾病的方法（157）

8.4氫核聚變（160）

8.4.1氫核聚變的原理（160）

8.4.2氫核聚變的設備（160）

8.4.3托卡馬克裝置實例（163）

習題（167）

第9章氫安全（169）

9.1氫的危險性分析（170）

9.1.1氫的危險性（170）

9.1.2典型氫事故案例（174）

9.2氫能利用的安全風險及預防（177）

9.2.1氣態(tài)氫利用中的安全風險（177）

9.2.2液態(tài)氫利用中的安全風險（181）

9.2.3氫的安全處理及風險預防（184）

9.3氫安全技術規(guī)范（188）

9.3.1國內氫安全標準（188）

9.3.2國際氫安全標準（190）

9.4氫事故應急預案（192）

習題（195）

參考文獻（197）