含水乙醇燃料重整技术对比研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目前人类所依存的能源，主要是不可再生的化石能源。但对化石能源储采比的研究表明，化石能源的可开采年限有限。而大规模的使用化石能源，将地底下沉积几亿年的碳元素不可逆地引入大气层，也导致了全球温室气体排放严重，气候变暖。随着经济的发展，能源消费量的日益增加与能源储量日益减少和环境日益恶化的矛盾迫使人类不得不寻找新的替代能源。如今国内外常见的石油替代能源主要有电能、太阳能、氢能,以及二甲醚、炼焦煤气、沼气、液化石油气、天然气、甲烷、甲醇和乙醇等醇类燃料等。

氢气作为一种新型的动力系统替代燃料，以其来源多样，永久再生，清洁环保等突出特点成为当下新能源领域的研究热点。大量研究表明，氢气的扩散速度和火焰传播速度较其他燃料更快，辛烷值更高，可燃极限更宽，而点火能量小。因此，在燃料中掺混氢气燃烧后可以大幅改善内燃机的工作性能和排放，并且易于实现高egr率和稀薄燃烧，从而降低燃油消耗率，减少循环变动，降低nox和hc等有害排放量。氢能是理想的能源,有望在将来成为化石燃料的替代品,以解决日益严重的能源危机和环境问题。氢能的利用形式很多,以氢为燃料的燃料电池电动车的效率比内燃机车高许多倍,因此,研究开发用于燃料电池的产氢技术一直备受关注。

现今，制氢的原料多种多样，分析其工艺方法、效率对选择合适的制氢原料及对制氢工艺以后的深入研究有重要作用。如以化石能源为原料的如天然气制氢，焦炉气制氢，以水为原料的如电解水制氢，光解水制氢，以液体燃料为原料的如甲醇制氢，乙醇制氢等。

2. 研究的基本内容与方案

主要内容：

从乙醇制氢的研究现状出发，首先对乙醇重整制氢的方法进行综述，包括水蒸气重整法，部分氧化法，自热重整法，等离子重整法。对这四种方法的各自优势与劣势，基本原理以及研究程度进行论述。其次是从乙醇重整制氢的热力学研究，动力学研究以及反应机理研究的现状进行介绍。乙醇水蒸气重整是一个复杂的反应网络系统，除了主要反应，还有其他许多副反应发生，因此探究其反应机理，深入了解其动力学模型以及热力学研究，有助于催化剂筛选、工况条件优化、反应器设计等相关工艺流程的改进。乙醇重整制氢催化剂的分析研究，包括乙醇重整催化剂的活性组分研究，乙醇重整制氢的催化剂载体两个主要部分。对于乙醇水蒸气重整制氢催化剂活性组分的研究，主要分两类：一种是贵金属，如pt、rh、ru、pd等，此类催化剂一般反应温度较高，且造价昂贵，第二种是非贵金属催化剂，如：ni、cu、co等。乙醇重整制氢的催化剂载体的研究，包括非稀土氧化物载体和稀土金属氧化物作为载体的分析研究。

技术方案：

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]句丙杰.燃料重整器的设计及重整气对内燃机性能影响的试验研究[d].北京：北京工业大学,2013.

[2]王倩,徐新,郭芳林,周林碧.乙醇重整制氢催化剂的国内研究进展[j].中外能源,2008,13(2):23-29.

[3]游伏兵.含水酒精重整燃料发动机研究[d].武汉：武汉理工大学,2008.