甲烷直接裂解核能制氢效率的研究

摘要

本文提出以铅冷快增殖堆为热源，甲烷直接裂解制氢系统作为氢经济过渡阶段的解决方案，但是目前对其中的产氢效率尚不清楚。本文针对该制氢系统设计了一套实验装置，对铅冷快堆甲烷直接裂解制氢效率进行研究。 实验采用气-液鼓泡反应器，甲烷通入熔融的液态铅中鼓泡直接接触裂解制氢。实验研究的主要测量参数为实验产气的浓度，产气的成分通过气相色谱仪检测。通过化学热力学的基本分析和反应器中反应过程的分析，给出甲烷直接裂解效率的定性解释，并分析影响甲烷裂解制氢效率的主要因素。最后根据结果分析，提出改进甲烷裂解制氢效率以及改进实验装置的一些建议。 实验结果表明，甲烷直接裂解制氢产物只有碳和氢气，反应为一步反应，反应器的结构比较简单，以上为该方法的优点。但是目前实验结果得到的转化效率比较低，为了提高甲烷裂解制氢的转化效率，本文提出增加甲烷停留时间,增加甲烷在铅池的接触面积的方法和建议,以进行下一步的研究工作