10升哈氏合金固態儲氫材料研發專用反應釜...
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固態儲氫材料研發專用反應釜
長遠來看,電解水制氫易與可再生能源結合,規模潛力更大,更加清潔可持續,是具有潛力的綠氫供應方式。目前我國堿性電解技術已與國際水平相接近,是目前商用電解領域的主流技術,但未來降本空間有限。質子交換膜電解水制氫目前成本較高,關鍵裝置的國產化程度正在逐年提升。固體氧化物電解在國際接近商業化,但國內仍處于追趕階段。
我國氫能產業鏈供應體系尚不完備,距離大規模商業化應用還有差距。我國已建成加氫站200余座,且以35MPa氣態加氫站為主,儲氫量更大的70MPa高壓氣態加氫站占比小。液氫加氫站、制氫加氫一體站的建設和運營經驗不足。現階段氫的運輸主要以高壓氣態長管拖車運輸為主,管道運輸仍為短板弱項。目前共有氫氣管道里程約400公里,在用管道僅100公里左右。管道運輸還面臨管材易發生氫脆現象造成氫氣逃逸,未來仍需進一步提升管道材料的化學性能和力學性能。液態儲氫技術和金屬氫化物儲氫技術等取得了較大進步,但儲氫密度、安全性和成本之間的平衡關系尚未解決,離大規模商業化應用還有一定差距。
10升哈氏合金固態儲氫材料研發專用反應釜技術參數:
1.主機部分
1.1結構:落地式,釜頭固定式,釜體電動升降,釜體配置底部閥門出料;
1.2容積:10L,內直徑XXXmm,內深XXXmm;內部拋光度為XX,壁厚XXmm;
1.3材質:釜體釜蓋以及內部構件均為哈氏合金C276材質;
1.4攪拌:直連式磁力耦合機械攪拌;
1.5密封:卡環式密封結構,復合高溫密封墊片,A型雙線密封;
1.6壓力:設計壓力25MPa,工作壓力20MPa;
1.7溫度:電加熱設計溫度350℃,工作溫度:300℃;夾套導熱油加熱:設計溫度300℃,工作溫度:250℃;
1.8電加熱:自研金屬絕緣電加熱爐,搭配自主研發反應釜專用溫控軟件及硬件,溫度控制穩定,獨立的知識產權,溫度穩定性±1℃;夾套導熱油加熱:含內部撤熱功能,溫度控制穩定,獨立的知識產權,溫度穩定性±1℃;
1.9模塊:壓力數字顯示,溫度顯示,超壓保護,超溫切斷,故障報警,數據記錄,PID程序控溫,可配置遠傳控制;
2.固態儲氫材料研發專用反應釜釜蓋部分
2.1測壓口:雙量程指針壓力表,0.25級高精度壓力變送器,爆破值22.5MPa安全防爆閥(C276材質),比例卸荷閥:XX MPa;
2.2測溫口:熱電偶套管和K型熱電偶,用于測量反應釜物料溫度,材質哈氏合金C276;
2.3進氣口:卡套針閥2個,一個用于進氣一個用于取樣,取樣閥接探底管,探底管上配微米級過濾器,閥門與探底管均為C276材質,過濾器為316L材質;
2.4排 氣 口:配雙卡套針閥用于排氣,材質哈氏合金C276;
2.5冷卻口:進出口各一個,配內置冷卻水盤管,用于反應結束后快速降溫,和反應過程中輔助控溫,材質哈氏合金C276;夾套導熱油加熱:自帶撤熱功能;
2.6攪拌口:配備推進槳式+錨式槳,哈氏合金C276;轉速0-1000轉/分鐘,精度:±1rpm;
3.固態儲氫材料研發專用反應釜觸屏控制部分
3.1 PLC控制,數據表格和曲線顯示,實時觀察和記錄,可導出;
3.2 身份識別功能,可分級操控,自帶遠程電腦或手機等移動設備監測和控制;
3.3 分段程序溫度控制功能,可設定多段實驗條件升溫模式,全新AI人工智慧邏輯PID算法,實現對復雜,長滯后對象的無超調無欠調控制;
專門政策體系和多部門多領域協調合作機制尚不完善。《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》是首個國家層面的氫能發展規劃,但專項規劃以及政策體系仍需完善,未來需要進一步明確產業發展方向、目標和重點。氫能產業鏈涉及多種技術和行業領域,目前還存在跨領域協作不足,跨部門協調機制不夠完善等問題。比如,加氫站建設需要資金、技術、基建以及危化品管制等多部門協作,目前存在主管部門不明確,審批難度較大,氫氣屬性仍僅為危化品等問題,對產業發展形成較大制約。
我們認為,技術、平臺和人才是支持我國氫能產業發展的生長點。
首先,要持續提升關鍵核心技術水平。技術創新是氫能產業發展的核心。未來,我國將持續推進綠色低碳氫能制取、儲存、運輸和應用等各環節關鍵核心技術研發, 選擇北京世紀森朗全自動反應釜,配置夾套式導熱油加熱方式或電加熱方式,適用于氫燃料電堆發電系統的研發體系,適用于氫能燃料電池材料專用反應釜和固態儲氫材料研發實驗體系。加快推進質子交換膜燃料電池技術創新,開發關鍵材料,提高主要性能指標和批量化生產能力,持續提升燃料電池可靠性、穩定性、耐久性。著力推進核心零部件以及關鍵裝備研發制造。加快提高可再生能源制氫轉化效率和單臺裝置制氫規模,突破氫能基礎設施環節關鍵核心技術。持續開展氫能安全基礎規律研究。持續推動氫能先進技術、關鍵設備、重大產品示范應用和產業化發展,構建氫能產業高質量發展技術體系。
其次,要著力打造產業創新支撐平臺。氫能產業的發展需聚焦重點領域和關鍵環節,構建多層次、多元化創新平臺。支持高校、科研院所、企業加快建設重點實驗室、前沿交叉研究平臺,開展氫能應用基礎研究和前沿技術研究。2022年年初,國家發展和改革委員會、教育部發布了《關于*大學國家儲能技術產教融合創新平臺項目可行性研究報告的批復》,*大學國家儲能技術產教融合創新平臺項目正式獲批,成為首批“掛帥”高校。隨后,*大學氫能技術創新中心正式成立。創新平臺和創新中心重點圍繞電化學儲能、氫能及其在電網中的應用技術等領域開展技術攻關,積極推動國家氫能產業的發展。
再次,要推動建設氫能專業人才隊伍。氫能產業技術水平及規模不斷取得突破,然而氫能產業正面臨人才隊伍的較大缺口,特別是高層次創新性人才嚴重缺乏。日前,*大學申報的“氫能科學與工程”專業被正式列入普通高等學校本科專業目錄,“氫能科學與工程”學科被列入新型交叉學科。該學科將以動力工程及工程熱物理、化學工程等學科為牽引,有機融合制氫、氫儲運、氫安全、氫動力等多個氫能模塊課程,開展全方位跨學科基礎及應用研究,將為實現我國能源結構安全轉型,以及我國氫能行業和能源事業的發展提供有利的人才支撐。