甲烷重整制氢气的研究进展

甲烷(天然气)资源丰富，氢碳比高，是良好的制氢原料．本文对各种重整制氢过程，包括水蒸汽转化、部分氧化、二氧化碳重整、自热重整、甲烷裂解进行了综述，并对甲烷重整制氢的前景给予了展望。     

甲烷蒸汽重整制氢过程的数值模拟

应用过程模拟软件Aspen Plus,选择合适的单元操作模型和热力学方法,实现了对甲烷蒸汽重整制氢系统的模拟。研究了反应器中水碳比、操作温度、操作压力对氢气产率的影响规律。模拟结果表明,氢气产率随水碳比的增大而提高;压力较低时,随着操作温度的升高,重整反应器(R1)氢气产率增长趋势越来越快,压力较高时,操作温度变化对氢气转化率的影响相对较小。温度较低时,R1氢气产率与操作压力的关系曲线呈指数函数形式,温度超过一定值,呈二次函数形式。所得模拟结果符合甲烷重整反应及变换反应的反应规律,可为甲烷重整制氢的生产和节能提供理论依据。     

NiO/Pr_xZr_(1-x)O_y催化剂的制备及催化性能研究

以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法制备Pr_xZr_(1-x)O_y系列载体(其中,x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5),再用浸渍法负载镍制备镍基催化剂.分别用XRD,H_2-TPR及TPO表征催化剂的结构和氧化还原性质,在微型固定床反应器上考察了催化剂在甲烷水蒸气重整制氢反应中的活性.结果表明:所制备的催化剂在甲烷水蒸气重整制氢反应中有良好的活性和抗积炭能力,镨锆元素的摩尔比为2∶8时,催化剂的活性是最好的,650℃时甲烷转化率达到94%,氢气的摩尔百分数达到78.4%.     

生物质化学制氢技术研究进展

可再生生物质制氢是未来氢能的主要来源,涉及到化学制氢和生物制氢.生物质化学制氢技术包括生物质气化、热解、超临界转化等常规热化学法制氢和生物质解聚液相产物的蒸汽重整、水相重整、自热重整和光催化重整制氢等技术.对以上生物质制氢方法进行了综述,对反应条件、反应机理、催化剂使用、技术经济性及各自存在的优缺点进行分类整理与比较.认为生物质气化制氢及热解制氢技术的发展较成熟,可以实现规模化生产,但是制氢的选择性和产氢率不高;生物质液相产物催化重整制氢技术更适合较大规模的集中制氢,转化率和产氢率高,但技术途径复杂.对生物质制氢技术进行了展望.     

生物甘油水蒸气重整制氢强化过程的参数评估

为深入分析生物甘油水蒸气自热重整制氢强化过程以实现高效制氢,采用吉布斯自由能最小原理,研究氢气分离与二氧化碳吸附两种强化手段对甘油自热重整过程的影响,分析氢气产量、积碳量与反应热随温度、氢气分离系数等参数的变化规律.结果表明:氢气的分离会大大提高氢气的产量,抑制甲烷的生成,但会导致积碳量增加.氢分离会增加对反应热的需求,为达到自热,需要更高的氧气-甘油投料比.氧化钙作为二氧化碳吸附剂,在750 K以下由于生成氢氧化钙而降低氢气的产量;当温度高于800 K时,碳酸钙分解会降低吸附剂对二氧化碳的吸附能力,故氧化钙的吸附温度应控制在750~800 K.二氧化碳吸附所放出的热量可以使甘油重整实现自热.     

圆台形二甲醚水蒸气重整制氢反应器设计与优化

设计了一种圆台形二甲醚水蒸气重整制氢反应器,并建立了二甲醚水蒸气重整制氢反应系统数值模型,利用COMSOL软件对建立的数值模型进行求解,仿真和实验的数值结果基本一致.通过对重整反应器的结构进行优化,获得更高的二甲醚转化率,研究圆台锥度变化对重整反应的影响,分析反应条件对二甲醚转化和制氢的影响.结果表明,在一定范围内增加锥度时,可以获得较高的产氢率和热效率.通过结构优化,二甲醚水蒸气重整反应系统可获得92.21%的二甲醚转化率,90.54%的产氢率,热效率最高可达74.6%.     

基于Cu-Zn/Al_2O_3-ZrO_2催化剂的甲醇水蒸汽重整制氢试验

模拟内燃机尾气余热在非贵金属催化剂Cu-Zn/Al2O3-ZrO2的作用下,进行甲醇水蒸汽重整制氢试验.采用自行设计的燃料重整制氢装置,通过调整燃料重整的试验条件来提高产氢率,并得到较优的重整制氢方案.结果表明:反应温度是甲醇水蒸汽重整反应中最关键的因素,重整气中氢气的体积分数随着温度的升高而逐渐加大.空速会直接影响反应原料滞留在催化剂表面的时间,因此空速为最小值376 h-1时,重整制氢效果更好.最佳的水醇物质的量比和原料流量分别为6∶1和0.4 mL/min.在最佳的试验条件组合下,当反应温度为600℃时,重整气中氢气的体积分数可以达到56.61%.因此,基于Cu-Zn/Al2O3-ZrO2催化剂的车载甲醇水蒸汽重整制氢技术具有实际应用的可行性.     

基于Cu和Pt基催化剂的乙醇水蒸气重整制氢试验研究

乙醇水蒸气重整制氢的车载应用不但可在线产生富氢气体,解决氢气的储运问题,还可实现混富氢气燃烧,降低排放.为得到较优的重整制氢方案,模拟内燃机尾气温度条件,在燃料重整试验台上实现乙醇的水蒸气催化重整制氢过程.在不同催化剂Cu49Zn21Al18Zr12和Pt/CZO/Al2O3条件下,考察了反应温度、水醇摩尔比和空速对重整气中φ(H2)的影响.研究表明:当反应温度为723～973 K、空速为720 h-1、水醇摩尔比分别为6∶1和4∶1时,二者φ(H2)的平均值分别为47.78%和40.26%.催化剂Pt/CZO/Al2O3重整制氢的产量高于Cu49Zn21Al18Zr12,尤其是在823 K以上的高温区域.但是与Pt/CZO/Al2O3相比,Cu49Zn21Al18Zr12成本低廉,在873 K以上的温度区域,重整气中φ(H2)也相当高.因此,基于Cu49Zn21Al18Zr12催化剂的乙醇水蒸气重整对于车载制氢更加具有可行性.     

尾气余热制氢汽油机的燃烧机理构建与简化

为了对尾气余热制氢汽油机的缸内燃烧进行仿真,发展了适合这一燃烧形式的反应机理.分析了重整气的组分,选用甲烷机理GRI 3.0和汽油替代燃料机理,构建了包含334种组分和1672步反应的可用于汽油/重整气燃烧仿真的详细机理,并通过直接关系图法对构建的详细机理进行了简化,最后得到了包含40种组分和171步反应的简化机理.通过一维汽油机模型对该简化机理进行了验证,验证内容包括缸内平均压力、压力误差、缸内平均温度、温度误差、放热率、放热率误差以及OH的摩尔分数,验证了简化机理的有效性.     

二甲醚部分氧化重整制氢的研究

应用自制的二甲醚部分氧化重整制氢的实验及测量系统研究了催化剂、温度、空醚比与流速对反应过程的影响.结果表明,以活性碳为载体的金属Fe催化剂能够提高二甲醚部分氧化反应的反应速率;在常压、温度550～650℃条件下,随温度的升高,二甲醚转化率及氢气产率、甲烷、一氧化碳含量都呈增加趋势;在空醚比0.6～2.5条件下,空醚比的增加能够提高二甲醚转化率,减少甲烷的体积百分含量;随流速的增加二甲醚的转化率和氢气产率同时降低.     

计算一类微分系统稳定区间的判定条件

对于一类滞后型微分系统, 为了给出计算其稳定时滞区间的代数判定条件, 通过分析其时滞相关稳定性, 构造了计算该系统稳定时滞区间的算法. 借助于 Routh-Hurwitz 准则及多项式完全判别系统, 该算法可实现在线计算. 该算法适用于一类多时滞微分系统, 并可计算多个稳定时滞区间, 完善了一些文献中只针对单时滞微分系统或只给出一个稳定时滞区间的结果.     

一种针对复值信号的独立分量分析方法

利用独立分量分析方法对相互独立的复值信号进行盲提取,即从统计特性出发,通过变换观测信号,能够获得尽可能相互独立的信号．并在广义EHA准则基础上进行了变化,通过直接挑选非线性函数的方法,实现盲复值信号的提取．利用梯度下降法实现算法学习,仿真实验验证了算法的有效性．     

超宽带系统中有辅助符号的信道估计方法

提出了两种有辅助符号的信道估计算法：已知时延信道估计和未知时延信道估计．研究了辅助符号数量对两种信道估计算法的性能影响．在接收端采用最大比合并选择性Rake接收机的情况下，通过计算机仿真对两种算法分析比较．仿真结果表明：已知时延信道估计性能好于未知时延信道估计的性能；两种估计算法中，使用的辅助符号越多，信道估计性能越好．     

高校毕业生就业市场开拓策略分析

积极开拓高校毕业生就业市场是实现毕业生的就业率和就业质量,以及高校生存与发展的重要保障之一.运用市场营销理论,根据就业市场的特点提出积极开拓市场的策略,通过"走出去"和"引进来"两种方式积极开拓有形的市场.同时利用网络开拓无形市场,使有形与无形措施结合起来,提高毕业生就业率和就业质量.     

面向城市VANETs的多跳警告广播协议

为改善道路交叉口处信息向所有方向分发的可靠性以及降低信息分发时延,提出面向城市车载网络多种交通密度、基于位置的多跳警告广播协议MBW.本协议把无线信号一次发射覆盖的道路分为东、南、西、北4个方向.道路交叉路口的中继节点满足两个条件:首先,一个节点至少有两个邻居节点,该节点及邻居的行驶方向都不同,并且与邻居节点之间的距离都大于路宽;其次,ID号在交叉口的节点中最小,交叉路口处中继节点优先广播信息不等待.道路上的中继节点根据WT公式确定,WT值为零时转发信息,并定义此节点为中继节点,本协议支持信息在路上双向传输.MBW协议的中继节点选择策略能够减少中继节点个数和信息分发冗余.仿真结果表明MBW协议和现存的VANETs广播协议相比具有较好的高覆盖率、低延迟、低转发节点率和较低的网络开销.     

一种低分辨率雷达编队目标回波仿真方法

针对低分辨率雷达回波含有架次特征信息的状况,提出一种回波仿真方法.选用辛格函数作为散射中心函数,由多个散射中心函数的加权和逼近目标冲激响应,将发射信号与目标冲激响应卷积得到仿真回波.仿真回波对基于波形特征的编队目标架次判别的算法研究提供一定的数据支持.     

Mechanism for proof-of-reputation consensus for blockchain validator nodes

A mechanism for proof-of-reputation consensus for blockchain validator nodes is proposed to deal with existing blockchain consensus mechanism's lack of evaluation of validator node's reputation and the inability to effectively prevent Byzantine behaviors. First, an interactive indicator is designed for validator nodes to represent their contribution in the blockchain network, which will be used as the reputation benchmark of validator nodes. Second, another reliability indicator is designed for validator nodes from the aspects of online time and the number of valid blocks, which will be used as the weight of the reputation improvement of validator nodes. Finally, the reputation of validator nodes of the current round is comprehensively calculated, and a set of producing validators of the current round is selected based on the reputation ranking. Experimental results show that the proof of reputation consensus mechanism has certain advantages in dealing with malicious and lazy behaviors, and that it can also reduce the impact of capital and energy consumption on the blockchain consensus mechanism while ensuring the validity of the credit evaluation.     

调度程控交换机键盘系统的设计

介绍了调度程控电话交换机键盘系统的硬件结构和软件设计思想及实现方法，该系统软件上采用了队表结构的缓冲区，很好地处理了状态显示，查键及实时通讯问题。     

水基乳液型纸塑复合粘合剂的制备

以丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵、水性松香树脂等为原料,采用预乳聚合法成功制备了性能优良的水基乳液型纸塑复合粘合剂.讨论了软硬单体配比、引发剂、功能单体、增粘剂用量及聚合反应时间等因素对粘合剂的剥离强度和粘度的影响,确定了水基乳液型纸塑复合粘合剂的最佳工艺条件,各组分质量分数为:丙烯酸丁酯65.3%、醋酸乙烯酯21.2%、丙烯酸5.5%、十二烷基硫酸钠3.8%、过硫酸铵0.4%、水性松香树脂3.0%,聚合反应时间为2.5 h.