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“氢能与洁净煤技术融合发展”专题

来源：洁净煤技术

专题邀请清华大学史翊翔教授、同济大学明平文教授、中国科学院大连化学物理研究所叶茂研究员共同担任客座主编，集中报道了近年来氢能与洁净煤技术领域先进技术。

行业视野: 新能源
类别; 48个
关键词; 57位
专家; 11篇
论文; 5971IP
点击量; 2941次
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催化气化过程中Na催化剂失活与Na-Al复合转化行为

作者(Author)：梅艳钢, 高松平, 张乾

摘要：催化气化是一种新型煤气化方式，催化气化催化剂主要为碱金属催化剂，但在催化气化过程中碱金属催化剂会与煤中Si、Al矿物质相互反应，直接影响碱金属催化气化催化活性。以Na2CO3为催化剂，分析催化气化过程中碱金属失活行为与Na-Al复合转化行为，采用高岭石和勃姆石为模型化合物对Na-Al复合与转化过程进行研究，并对比Na-Al转化产物的催化作用。研究表明：Na2CO3催化作用良好，催化气化过程中Na2CO3与煤中Si、Al矿物质反应，生成霞石与硅铝酸钠类物质，导致催化剂失活。高岭石与Na2CO3在700 ℃开始反应，生成硅铝酸钠类物质。勃姆石与Na2CO3在-860 ℃时反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠高温下不稳定，进一步转化为硅铝酸钠类物质。与Na2CO3相比，硅铝酸钠与偏铝酸钠的催化效果较差，导致碱金属催化作用下降，同时，生成的偏铝酸钠催化效果优于硅铝酸钠。

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洁净煤技术

2023年第03期

281

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煤制合成气中温变压吸附H2/CO2分离研究与示范

作者(Author)：李爽, 张婧, 王冬冬, 王路, 史翊翔, 蔡宁生

摘要：煤制合成气净化工段位于水气变换后，脱除H2S、CO2等气体杂质，获取较高纯度的工业H2。目前成熟净化工艺为以低温甲醇洗、液氮洗为代表的湿法以及变压吸附脱碳为代表的干法技术。中温变压吸附（ET-PSA）技术在与来流变换气一致的中温温度区间运行，采用自行合成的疏水富氮活性炭吸附剂，将传统变压吸附操作温度提升至170～220 ℃，实现中温高湿环境下的硫碳共脱。引入N2充洗和低压N2清洗2个新变压吸附步序，可使H2回收率提高至99%。以丰喜泉稷厂煤制变换气为中试侧线原料，搭建了原料气处理量5 000 m3/h（标况下）的中温变压吸附H2/CO2分离中试试验装置，H2经两级中温变压吸附纯度达到燃料电池H2水平（含有效气N2），中试装置已累计运行超过2 800 h。并以公用工程运行数据计算中试装置能耗，仅折算电耗，中试H2净化运行成本相比丰喜泉稷厂内低温甲醇洗H2净化电耗可节约成本约35%。该技术突破了常规固体吸附净化温度限制，采用中温下选择性吸附性能好的吸附剂实现H2中杂质定向脱除，为实现高效高品质H2净化提供新的工艺路线。

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洁净煤技术

2023年第03期

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氢液化与低温高压储氢技术发展现状

作者(Author)：王昊成, 杨敬瑶, 董学强, 公茂琼

摘要：H2来源广泛、清洁无碳，是未来重要的清洁二次能源载体，在世界能源格局中占重要地位。H2低温致密化技术可大幅提高储氢密度，有效解决H2低密度、低沸点带来的大规模储运难题。综述了氢液化与低温高压储氢2种低温储氢技术的发展现状，对比了各类低温储氢流程的性能和特点，总结了未来发展方向，为H2储运技术的发展提供参考。其中低温液态储氢（氢液化）的储氢密度高且储氢压力低，是目前主流的大规模氢储运方法之一；低温高压储氢则可达到与液氢接近的储氢密度，且本征能耗低、无需正仲氢转化，极具发展潜力；而采用以混合工质节流制冷循环为代表的闭式低温制冷循环替代液氮对H2进行预冷或冷却，可显著降低H2低温致密化能耗，是2种低温储氢技术的重要发展趋势。

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洁净煤技术

2023年第03期

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