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[专利] 发明专利 CN201910691415.0
大连海事大学 2019-11-05
摘要:本发明公开了一种利用液相放电提质重油原料的方法,将重油原料由进料口送入液相反应器中,液相反应器内设置高压电极与接地电极,重油原料的液面没过液相反应器的至少一个电极,接通高压电源,在液相反应器中形成液相放电;液相放电过程产生的混合气体即为重油原料改质后的气体产品,液相反应器中剩余的液体即为重油原料改质后的液体产品。与现有的气相放电等离子体重油提质方法相比,本发明利用高电压在液相中直接放电产生等离子体,等离子体内产生多种活性物质且直接与液体反应不需要传质过程,反应效率高,有效提高了轻质化率。
[专利] 发明专利 CN201910907560.8
大连海事大学 2019-11-22
摘要:本发明公开了一种液相微波等离子体还原氧化石墨烯的方法,包括以下步骤:a.将氧化石墨烯加入溶剂中,超声分散5‑60分钟,形成分散液,所述溶剂为去离子水、乙醇、甲醇或甲酸;b.将步骤a得到的分散液静置12小时以上,取上层清液;c.将步骤b得到的上层清液进行液相微波放电等离子体处理,得到还原氧化石墨烯。本发明还公开了一种液相微波等离子体还原氧化石墨烯的装置。本发明所述的液相微波等离子体还原氧化石墨烯的方法对氧化石墨烯的碳骨架无破坏性,反应条件简单,常温,无毒无害,同时处理速度相对较快,而且通过使用不同类型的溶剂会产生不同的还原效果。
[专利] 发明专利 CN201910691414.6
大连海事大学 2019-10-11
摘要:本发明公开了一种利用液相放电原位加氢提质重油原料的方法和装置,在液体中直接放电,将液相放电产氢和液相放电加氢提质重油相结合,通过在反应器高电场区向重油原料中添加产氢原料,利用液相高压放电等离子体在不同区域同时分解产氢原料和重油分子,产氢原料在等离子体强场区域内产生活性氢自由基,并迅速与液相放电裂解的重油分子反应,使产氢、重油原料裂解及原位加氢同时进行,从而实现重油轻质化。本发明的原位产氢和加氢,反应效率高,有效提高了轻质化率。同时,本发明的装置可直接作为燃料油改质在线应用,其生成的液体和气体产物不需分离,即可作为燃料燃烧。
[博士论文] 信延彬
环境科学与工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:用于车、船载的小型化原位制氢技术是未来氢能领域的一个重要发展方向,等离子体技术由于其即时性、高效性被认为最适合于原位制氢。液相放电等离子体的研究已有数十年的历史,然而其在制氢领域的应用研究还处于初始阶段。当前液相等离子体制氢技术的几个重点问题包括:如何降低制氢能耗使其适于工业应用,寻找经济适用的制氢原料,以及弄清等离子体制氢反应的机理。
  本文针对目前液相等离子体制氢存在的关键问题,采用液相脉冲火花放电等离子体技术对醇类物质制氢进行研究与探讨,对放电制氢的特性、反应机理、制氢原料的选择、以及如何提高制氢效率进行了详尽的分析。具体研究成果如下:
  (1)结合对液相脉冲放电特性的研究,考察了电极结构、电源参数、醇溶液状态、电场效应、热效应等对液相等离子体制氢的影响,并对反应路径进行分析。结果表明:在电极结构方面,针-12针与针-球电极结构在液相放电制氢中均有较好的表现,针-板电极结构适用于基础研究,同时针-网电极结构由于能使产气及时导出不被后续反应消耗,而适用于实际应用与机理研究;在电源参数方面,注入能量与放电频率的升高均会提高产氢量,但注入能量是更为重要的影响因素;在醇溶液状态方面,乙醇溶液初始浓度对放电制氢反应路径有直接影响,乙醇初始浓度约为45%时产氢量最高,而乙醇溶液体积会对放电特性产生直接影响,最适乙醇溶液体积约为500mL;电场效应对制氢没有直接影响,而热效应的增加会降低制氢的能量效率;在机理分析中证明,放电于初始浓度50%的乙醇溶液中,主要产物为氢气、一氧化碳、甲醇。
  (2)将低电子逸出功金属板电极应用于液相脉冲放电制氢中,对反应装置进行优化,提高制氢的能量效率。结果表明:在液相脉冲放电醇类制氢过程中,采用电子逸出功较低的金属材料作板电极放电时,注入到反应器中的能量会增加,电子温度及密度同时增加,导致制氢过程中重要的·H增加,进而提高了产氢量。此外,该部分内容还估算了放电过程中的电子温度与电子密度,分别可达24000K,7.5×1018cm-3,为未来该领域的进一步研究提供借鉴。
  (3)将光催化技术结合到液相脉冲放电制氢中,充分利用放电过程中辐射出的光能,进一步提高制氢量。结果表明:液相脉冲放电过程中装载TiO2催化剂,可有效提高产氢量,并降低能耗。使用负载非金属的TiO2催化剂放电制氢时,可达目前该方法制氢的较优结果,产氢流量可达1.55L/min,制氢能耗约为0.45kWh/m3H2,这主要与该催化剂较大的比表面积有关;使用负载贵金属Ag的TiO2催化剂放电制氢时,氢气百分浓度较高,可达78%,这主要与该催化剂负载的Ag颗粒较高的功函数有关;此外,制氢的能量转化效率高于100%,证实了该方法的可行性,并通过机理分析,证实了·H的增加是氢产量提高的原因。
  (4)将液相脉冲放电技术应用于重整酒精废水制氢中,旨在为未来制氢原料的选择提供参考。结果表明:液相脉冲放电于酒精废水可实现其资源化处理,制取氢气;在有机物脱除方面,放电处理15min,COD脱除率即可超过40%,酒精废水的可生化性得到迅速提高;而在氢气制备方面,处理30min,产氢流量、氢气百分浓度、氢气产量分别可达80mL/min、49%、146mL/gCOD去除,且对比相同浓度下的乙醇溶液制氢,产氢流量提高近4倍,相较于现有重整酒精废水制氢的方法具有一定的优势;此外,对酒精废水中液相脉冲放电脱除有机物制氢的机理进行了详细分析,指出在反应器中的不同位置,脱除有机物制氢的机理是不同的。
[专利] 实用新型 CN201520346590.3
大连海事大学 2015-09-16
摘要:本实用新型公开了一种液相脉冲放电等离子体制氢装置,所述制氢装置包括:液相反应室;压盖在液相反应室上的基座;所述基座与所述液相反应室构成容置反应物和完成制氢反应的密闭空间;置于所述密闭空间内,且相对设置的第一电极和第二电极;所述第一电极和第二电极均由金属材料制成;以及与所述密闭空间相连通的导气孔;本实用新型有效增大了等离子体的空间分布和密度,促进氢气的产生。
[专利] 发明专利 CN201510266547.0
大连海事大学 2015-09-09
摘要:本发明公开了一种电极表面无碳沉积的液相脉冲放电制氢装置及其制氢方法,所述制氢装置包括:液相反应室;压盖在液相反应室上的基座;所述基座与所述液相反应室构成容置反应物和完成制氢反应的密闭空间;置于所述密闭空间内,且相对设置的第一棒电极和第二棒电极;所述第一棒电极和第二棒电极均由金属材料制成;以及与所述密闭空间相连通的导气孔;所述第一棒电极和第二棒电极均部分套设于绝缘套内,使得所述第一棒电极和第二棒电极均前端裸露在所述绝缘套之外;所述液相反应室底部设置有收集部,该收集部用于收集制氢反应中所产生的碳。本发明制氢反应过程中产生的碳悬浮于液体中,不会附着在电极表面,不影响放电强度和制氢效果。
[专利] 发明专利 CN201510266318.9
大连海事大学 2015-09-09
摘要:本发明公开了一种液相脉冲放电制氢装置及其制氢方法,所述制氢装置包括:液相反应室;压盖在液相反应室上的基座;所述基座与所述液相反应室构成容置反应物和完成制氢反应的密闭空间;置于所述密闭空间内,且相对设置的针电极和板电极;所述针电极和板电极均由金属材料制成;以及与所述密闭空间相连通的导气孔;所述液相反应室底部设置有收集部,该收集部用于收集制氢反应中所产生的碳。本发明有效提高了从液体中过滤分离碳的效率。
[专利] 实用新型 CN201520345934.9
大连海事大学 2015-09-16
摘要:本实用新型公开了一种液相脉冲放电制氢装置,包括:液相反应室;压盖在液相反应室上的基座;所述基座与所述液相反应室构成容置反应物和完成制氢反应的密闭空间;置于所述密闭空间内,且相对设置的针电极和板电极;所述针电极和板电极均由金属材料制成;以及与所述密闭空间相连通的导气孔;所述液相反应室底部设置有收集部,该收集部用于收集制氢反应中所产生的碳。本实用新型有效提高了从液体中过滤分离碳的效率。
[专利] 发明专利 CN201510266556.X
大连海事大学 2015-08-12
摘要:本发明公开了一种液相脉冲放电等离子体制氢装置及其制氢方法,所述制氢装置包括:液相反应室;压盖在液相反应室上的基座;所述基座与所述液相反应室构成容置反应物和完成制氢反应的密闭空间;置于所述密闭空间内,且相对设置的第一电极和第二电极;所述第一电极和第二电极均由金属材料制成;以及与所述密闭空间相连通的导气孔;本发明有效增大了等离子体的空间分布和密度,促进氢气的产生。
[硕士论文] 信延彬
环境工程 大连海事大学 2015(学位年度)
摘要:随着全球化石燃料的不断消耗以及社会对清洁能源的日益需求,氢能在近些年来越发受到人们的重视,由此产生的制氢方法层出不穷。然而,目前的许多制氢技术存在能耗大、温度要求高、需要催化剂参与等缺点。本文采用高压脉冲液相放电技术制氢,很好的解决了这些问题。
  高压脉冲液相放电技术已被成功运用到污水处理、材料改性等诸多方面,然而其在制氢领域的应用却未见报道。本文采用低频高压脉冲放电分解乙醇制氢,主要研究了采用针-板电极时不同条件对于产氢流量、氢气选择性的影响。此外,还对单针-板式高压脉冲液相放电在制氢过程中的发射光谱进行了监测与分析,并对制氢的机理进行了推测。所取得的主要研究成果如下:
  第一,采用单针-板电极,研究了各实验条件(针板间距、放电电压、放电频率、乙醇溶液体积分数、溶液电导率、溶液pH、放电极性)对于制氢效果的影响,并找到最佳的制氢条件,即采用上针-下板式反应器,针板间距15mm,体积分数50%的乙醇溶液,电导率通过分析纯盐酸调至30μS/cm,正极性放电,当电压为30kV,频率为30Hz时产氢流量达到640mL/min,氢气选择性可达72.6%;
  第二,证明了上针-下板式电极在高压脉冲液相放电制氢中优于上板-下针式电极,并推测其原因与产氢位置相关;
  第三,通过实验证明了采用双针电极的制氢效果最佳,相同条件下相对于单针电极,产氢流量提高25%,氢气选择性提高4%;
  第四,采用高压脉冲液相放电制氢,目前最低能耗可达1.04kW·h/m3,优于绝大多数现有的制氢技术;
  第五,对单针-板式高压脉冲液相放电在制氢过程中的发射光谱进行了监测与分析,证明了H·的产生是整个制氢过程的关键。
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