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定价:88.0
ISBN:9787122231499
作者:毛宗强,毛志明著
版次:1
出版时间:2015-05
内容提要:
本书是《21世纪可持续能源丛书》之一。
本书系统、全面地介绍了大规模工业制造氢气的方法和氢气的热化学利用。
内容包括氢的背景,热化学制氢、电解水制氢和等离子体制氢等三种不同的制氢原理,化石能源制氢、可再生能源制氢、核能制氢、各种含氢载体制氢和副产氢气回收及其他工业制氢方法。
本书还介绍氢的纯化、储存与运输和氢燃料的加注。
本书的氢能应用部分没有包括已有大量文献介绍的燃料电池,而是聚焦目前就有广阔市场的氢气的各种热利用方法,包括用于内燃机车船的氢燃料、氢气炼铁、氢氧气切割、焊接金属,氢气锅炉和金属氢化物压缩机等。
本书可供从事能源研究的工程技术人员、高等学校相关专业的教师和学生参考。也适合于从事能源领域的科技人员和管理人员及一般读者阅读。
毛宗强
男,1947年生,江苏淮阴人。清华大学教授,博士生导师。毛宗强1970年毕业于清华大学工程化学系,1982年获清华大学化学工程硕士学位,1989-1993年留学英国,获Bradford大学化工系博士学位,1993年回国,进入氢能与燃料电池领域。2000年为国家“973”氢能项目(G2000026400)的首席科学家。毛宗强至今仍从事氢能开发,现为全国氢能标准化技术委员会(SAC/TC309)主任委员、国际氢能学会副会长、国际氢能标准委员会(1SO/TCl97)副主席、“InternationalJour-nalOfHydrogenEnergy”客座主编等。
毛志明
男,1977年生,北京人。2002年毕业于清华大学软件学院,计算机科学与技术专业(第二学位),获工学学士学位。2003年起,从事节能环保、氢能项目,包括 贵州省部分火电厂能源审计,山西天然气股份有限公司HCNG加气混气站工程,HCNG重型卡车发动机台架试验,HCNG车辆改装与测试(该HCNG系列工作荣获2014年度国际氢能学会艾仁鲁道夫奖),燃料电池用氢能系统设计、制造等,参与《氢气天然气混合燃气第1部分 车用》、《通信用氢燃料电池供电系统》等国家标准制定。
目录:
第1章氢的背景1
11发现过程1
111氢从何而来1
112氢发现简史1
12氢的分布4
121地球上的氢4
122空间中的氢4
123人体中的氢4
13氢的性质5
131氢的原子结构和分子结构5
132氢的物理性质5
133氢的化学性质9
134氢键10
135正氢和仲氢10
14氢的形态(气、液、固)12
141气氢12
142液氢12
143固体氢14
15氢的实验室制备15
151制备方法15
152实验装置15
16氢的能源特性17
17氢的同位素18
171氢同位素的发现18
172氢同位素的性质19
173氢同位素的用途19
18分数氢20
181分数氢的提出20
182分数氢理论对重大理论提出的挑战21
183来自科学界的两种对立观点22
184分数氢理论展望24
19冷聚变与“镍氢”24
110工业化生产氢气25
参考文献26
第2章热化学制氢27
21热化学制氢简介27
211热化学制氢的历史27
212热化学制氢现状28
213热化学循环体系的选择31
214热化学制氢的国内现状32
215热化学制氢的展望32
22高温热解水制氢35
221高温热解水制氢原理35
222高温热解水制氢的难点36
223高温热解水制氢前景36
参考文献36
第3章水电解制氢38
31水电解制氢的基本原理38
311水电解38
312电阻电压降42
32水电解的能量与物料平衡44
33水电解制氢装置45
34氢氧混合气——布朗气51
35固体聚合物电解质水电解槽52
351电解槽结构53
352固体聚合物电解质54
353电极材料54
354集电器54
355SPE水电解技术的发展54
356SPE水电解技术前景55
36固体电解质高温水蒸气电解槽56
37小型氢气发生器57
38重水电解59
39煤水电解制氢59
310压力水电解制氢60
3101压力水电解的极限60
3102操作压力与槽电压的关系60
3103工作压力与气体纯度的关系60
3104操作压力与气体中湿含量的关系61
3105采用压力电解槽的意义61
311电解海水制氢61
3111海水电解的氯气析出62
3112用特殊电极避免氯气析出62
3113海水电解制氢设备63
3114海水电解制氢与淡水电解制氢区别64
3115海水电解现状及发展方向65
参考文献65
第4章等离子体制氢67
41什么是等离子体67
42如何产生等离子体68
43等离子体制氢研究现状70
44等离子体制氢的优缺点73
参考文献74
第5章化石能源制氢75
51煤制氢77
511传统煤制氢技术78
512我国煤炭气化制氢现状79
513地下煤炭气化制氢82
514煤制氢零排放技术90
515煤炭气化制氢用途92
52天然气制氢92
521天然气水蒸气重整制氢93
522天然气部分氧化重整制氢96
523天然气热裂解制氢气97
524天然气催化裂解制氢气98
525天然气制氢气新方法98
526天然气制氢反应器99
53液体化石能源制氢99
54化石能源制氢成本100
参考文献101
第6章太阳能制氢102
61什么是太阳能102
62如何用太阳能制氢103
621太阳能水电解制氢103
622太阳能热化学制氢104
623太阳能光化学制氢104
624太阳能直接光催化制氢105
625太阳能热解水制氢108
626光合作用制氢108
63太阳能氢能系统109
631太阳能氢能系统简介109
632太阳能氢能系统案例110
64太阳能氢能系统的科学性、经济性112
641太阳能氢能系统的科学性112
642太阳能氢能系统的经济性112
参考文献113
第7章生物质制氢114
71微生物转化技术115
711生物制氢发展历程115
712生物制氢方法比较116
713生物制氢技术现状116
714生物制氢前景121
72生物质热化工转化技术122
721热化工转化技术发展史123
722固体燃料的气化125
723生物质热解129
724生物质水热解制氢131
725热化工转化优缺点132
73生物质制氢方法比较133
74国际生物质制氢简况134
75我国生物质利用设想134
751农村的生物质利用135
752国民经济中的大生物质能136
参考文献137
第8章风能、海洋能、水力能、地热能制氢139
81风能139
82海洋能141
821潮汐能141
822波浪能142
823海洋温差能142
824海流能143
825海洋盐度差能143
826海草燃料143
827海洋能前景144
83水力能144
831水力能资源144
832水力能发电制氢145
833水力能制氢优势145
84地热能145
参考文献146
第9章核能制氢147
91固体氧化物电解池147
92热化学循环149
93核能甲烷蒸汽重整150
参考文献152
第10章含氢载体制氢153
101氨气制氢153
1011氨制氢原理153
1012等离子体催化氨制氢新工艺155
1013氨制氢的设备155
1014其他氨分解制氢方法155
102甲醇制氢156
1021甲醇制氢方法156
1022甲醇水蒸气重整制氢156
1023甲醇水蒸气重整制氢催化剂157
1024甲醇制氢与氢气提纯联合工艺157
1025甲醇制氢的新进展158
103肼制氢气160
1031肼分解机理161
1032肼分解用催化剂161
1033肼分解制氢用途161
104汽、柴油制氢162
105烃类分解制氢气和炭黑162
106NaBH4制氢163
1061基本原理163
1062NaBH4的催化放氢工艺164
1063NaBH4放氢用催化剂164
1064设备165
1065改进方向165
参考文献166
第11章副产氢气回收及其他制氢方法168
111副产氢气回收168
112硫化氢分解制氢169
1121硫化氢分解反应基础知识169
1122硫化氢分解方法171
1123主要研究方向173
113辐射性催化剂制氢174
114陶瓷与水反应制氢174
参考文献174
第12章氢气的纯化175
121氢气中的杂质175
122为什么要纯化氢气176
1221能源工业要求176
1222现代工业的要求177
1223在电子工业中的应用177
123实验室纯化方法178
1231纯化方法概述178
1232实验室催化纯化179
124工业氢气膜分离法179
1241有机膜分离179
1242无机膜分离185
1243金属膜分离187
125工业化变压吸附190
1251变压吸附制氢工艺原理191
1252变压吸附操作基本步骤191
1253变压吸附的设备与安装192
1254变压吸附制氢工艺的改进193
126工业化低温分离194
1261低温冷凝法194
1262低温吸附法194
127混合法195
1271膜分离+PSA195
1272深冷分离+PSA196
1273变温吸附(TSA)+PSA196
128金属氢化物法196
参考文献197
第13章氢的储存与运输199
131氢能工业对储氢的要求199
132目前储氢技术199
1321加压气态储存199
1322液化储存202
1323金属氢化物储氢203
1324非金属氢化物储存206
1325目前储氢技术与实用化的距离207
133储氢研究动向208
1331高压储氢技术208
1332新型储氢合金208
1333有机化学储氢209
1334碳凝胶212
1335玻璃微球212
1336氢浆储氢212
1337冰笼储氢213
1338层状化合物储氢214
134工业氢气大规模运输方法214
1341车船运输214
1342管道运输219
1343海上运输225
参考文献226
第14章氢燃料加注站228
141氢气加注站228
1411氢气加注站结构228
1412国际动向233
1413加氢站标准234
1414政策与规划234
142中国加氢站234
1421北京绿能飞驰竞立加氢站235
1422北京加氢站——氢能华通加氢站235
1423上海安亭加氢站241
1424上海济阳路加氢站242
143移动式加氢站245
1431主要结构246
1432高压储氢瓶组246
1433增压机组246
1434加注装置246
1435控制系统246
1436安全246
144氢气/天然气混合燃料加注站247
1441中国山西国新HCNG加注站247
1442印度HCNG加注站249
145焦炉煤气加注站250
参考文献251
第15章氢燃料与燃氢交通工具252
151氢内燃机基本概念252
152氢内燃机历史与煤气机253
1521氢内燃机历史253
1522煤气机254
153氢内燃机汽车256
154氢涡轮发动机260
155氢燃料火箭263
1551氢燃料火箭背景263
1552我国的氢火箭发动机264
156混氢燃料265
1561氢汽油混合燃料266
1562氢柴油混合燃料268
1563氢和天然气混合燃料269
1564焦炉煤气燃料278
1565各种燃料比较280
参考文献281
第16章燃氢锅炉282
161氢气锅炉282
1611原理282
1612特点283
1613应用284
162燃氢热风炉285
163燃氢导热油炉285
164燃氢熔盐炉285
165氢气炉286
166燃氢锅炉的安全287
参考文献287
第17章氢气炼铁288
171氢气炼铁背景288
172氢气炼铁原理290
173氢气炼铁优势与难点292
174氢气炼铁流程、设备与产量292
1741流态化法293
1742直接还原铁工艺流程比较293
1743竖炉容量294
1744直接还原铁产量294
175各国氢气炼铁进展294
1751美国295
1752日本295
1753我国296
176生物质制氢直接还原铁新工艺297
177氢气炼铁前景297
参考文献298
第18章氢氧混合气的应用299
181氢氧混合气原理与制备300
182氢氧混合气历史及国际现状300
183氢氧混合气应用304
1831切割领域304
1832焊接领域305
1833医疗制药领域305
1834汽车除碳领域306
1835焚烧领域306
1836脉冲吹灰306
1837窑炉与锅炉节能307
184氢氧混合气发生器国家标准307
185结论308
参考文献310
第19章金属氢化物热压缩机312
191金属氢化物热压缩机原理312
192国际金属氢化物热压缩机研究313
193我国金属氢化物热压缩机研究315
194金属氢化物热压缩机前景316
参考文献316
后记迎接氢能新时代318
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