简介:摘要:基于甲醇重整燃料电池系统,通过模拟反应参数变化对催化剂性能影响表明,在稳态运行及瞬态变载过程中甲醇转化率和一氧化碳含量随体系温度的升高而增大;在反应空速应0.3/h时,催化剂及反应原料可以达到最佳利用率;根据催化剂实际连续运行反应350小时计算的甲醇反应速率变化规律,预估催化剂的使用寿命可以达到8万小时。 关键词:甲醇;蒸汽重整;制氢;燃料电池; 0 引言 能源对人类的可持续经济发展和环境至关重要,所以能源科技一直是我们研究的重点,寻找更好的能源类型和提高能源的使用效率成为当代人的责任。目前,采用纯氢气供给的质子交换膜燃料电池被认为是替代传统低效率、高污染的电池或内燃机的最有前途的技术之一[1]。然而,高压氢气的存储和运输一直阻碍着燃料电池的广泛应用,因此使用液体燃料作为替代方案成为新型能源电池的研究热点。 甲醇具有可再生及成本优势,以“现场制氢、即产即用”的工作模式特点,使得甲醇重整燃料电池系统在大规模应用上具有可行性[2]。它主要包含燃料电池和氢气发生装置。按照能源转换的路径,可以分为储液系统、制氢系统、发电系统、用电系统、控制系统五个部分。 图1. 甲醇燃料电池系统示意图 目前,甲醇制氢有三种方法:甲醇分解制氢,甲醇部分氧化制氢,甲醇水蒸气重整制氢。甲醇分解制得的氢气中含有较多的CO,不宜用在燃料电池电动车上,其他两种方法制得的氢气均可用于燃料电池电动车。甲醇水蒸气重整反应系统简单,产物中H2含量高,CO含量低,是电动汽车燃料电池的理想供氢来源[3][4][5][]。反应如下: (1-1) (1-2) (1-3) 为模拟系统不同工况条件下,对催化剂性能的影响,结合实际工况条件在不同反应温度、不同空速条件下对重整催化剂进行对原料配比,反应温度,反应压力,进液空速等工艺条件进行评估研究,以研究催化剂的最佳使用效果的操作条件。 实验 催化剂 目前市面上的甲醇重整催化剂众多,但是质量参差不齐。为挑选适合甲醇重整燃料电池系统适用的甲醇重整催化剂,广泛筛选国内外知名催化剂厂商,最终选定A、B两款催化剂作为研究对象用于测试分析。 性能评价表征 催化剂评价装置的工艺流程由六个系统组成:进料系统、辅助系统、预热系统、反应系统、冷凝分离系统、分析系统。 图2. 催化剂性能测试装置流程图 数据处理方法 通过产物气体流量、组成含量和反应物进料量,根据碳平衡原理按照公式(2-1)计算甲醇转化率,根据公式(2-2)计算得到氢气产生效率,根据公式(2-3)计算得到催化剂甲醇反应速率。 (2-1) (2-2) (2-3) 式中,FR为标况下的重整尾气流量(ml/min),ΦH2、ΦCH4、ΦCO、ΦCO2分别为尾气中H2、CH4、CO、CO2的含量,F为液体进料量(ml/min),ρ为混合液密度(g/ml),υ为催化剂体积(ml)。 实验结果及分析 温度对催化剂性能的影响 系统从冷启动到稳态输出的过程中,反应器的温度从室温上升至适当的温度。为模拟该过程中温度变化对催化剂的影响,在固定反应空速条件下,测试表征催化剂性能,详细结果如图3(a)、(b)所示。 图3系统启动过程中,温度变化对(a)甲醇转化率和(b)CO含量的影响。 如图3(a)中的“A-1.5”表示A款催化剂在反应空速1.5/h时,随温度的升高甲醇转化率逐渐增大。这是由于随着温度的升高,反应物分子更加活跃,反应物跟催化剂的接触更加充分。另外如公式(1-1)所示为吸热反应,升高体系温度有利于促进化学平衡向正向移动[4]。B款催化剂甲醇转化率随温度的变化趋势同A类似,但是在相同温度时B款催化剂的甲醇转化率性能明显低于A款催化剂,尤其是在0.5/h空速时差距更大。 从图3(b)中可以看出,A款和B款催化剂在反应空速0.5/h和1.5/h时,出口CO含量都随着温度的升高呈上升趋势,这是由于根据文献报道[4]重整反应产物中CO是通过公式(1-2)逆水汽变换反应产生,该反应为吸热反应,因此升高温度会导致CO含量的增加。另外,从图3(a)、(b)中可以看出,同款催化剂在相同温度时,空速越小甲醇转化率越高且CO含量越高。 反应空速对性能的影响 甲醇重整燃料电池系统稳定运行后,会根据外部供电设备需求,对发电功率进行调节。此时各反应器的温度已达到相对稳定的状态,因此需要改变甲醇燃料的输入量从而达到调节发电输出功率的目的。为模拟系统稳定运行过程中负载变化对催化剂的影响,因此在固定外部供热源的条件下,测试催化剂在不同空速时的性能,详细结果如图4(a)、(b)所示。 图4系统发电功率变载过程中,(a)CO含量和(b)甲醇转化率随反应空速变化情况。 如图4(a)所示,在外部供热源稳定在240℃工况下,催化剂床层温度随着反应空速的增加而降低。这是由于当空速增加时,甲醇重整反应如公式(1-1)所示为强吸热反应,单位时间内进入催化剂床层的反应物料增多,因此需要吸收更多的热量,从而导致床层温度降低。相应的出口CO含量都随着空速的增多呈下降趋势,这是由于甲醇重整反应吸热导致床层温度降低,进而导致逆水汽变换反应程度减弱因此CO含量降低。 如图4(b)所示,甲醇转化率随着反应空速的增大,呈现出先升高后降低的趋势。结合图3(a)数据分析,在温度不变的情况下空速越低甲醇转化率越高;图4(a)催化剂床层温度随空速的增加逐渐降低,且温度越低甲醇转化率越低。因此图4(b)中的甲醇转化率受到反应空速和反应温度的双重影响,呈现出先增加后降低的趋势,且在反应空速0.3/h时,甲醇转化率达到最大值。 另外,图4(b)中所示的单位反应原料的氢气时空产生效率同甲醇转化率表现出相同的变化规律,在反应空速0.3/h时达到最大值。因此,为最大程度发挥催化剂的作用及燃料利用率,系统最佳反应空速为0.3/h。 长期运行稳定性测试及寿命测试 为了考察催化剂的稳定性,按照系统额定功率等同空速条件,在350℃条件下连续运行,间隔一定时间后采集催化剂性能数据,如表1所示。 表1.连续运行不同阶段甲醇转化率 时间 h 220℃ 240℃ 260℃ 280℃ 5 65 78 90 98 350 56 72 82 90
简介:【摘要】目的:探讨月经不调女性患者护理期间实施心理护理干预对其康复的作用。方法:本次研究一共入选的患者有80例,所有患者均为月经不调,治疗开始、截止时间分别为2020年4月、2021年4月。数据分组按照随机原则,所有患者被分为两组,且两组实施的护理方法不同,即40例对照组接受常规护理;剩余40例观察组接受心理护理。对比护理干预前和护理干预后两组患者HAMA评分和HAMD评分。结果:护理前和护理后对照组与观察组HAMA评分和HAMD评分分别为(24.52±2.48)分、(23.45±2.50)分、(17.53±3.52)分、(16.56±2.48)分、(23.84±2.63)分、(22.69±2.75)分、(9.66±3.47)分、(12.46±2.87)分,从上述数据可知,护理前的数据对比无显著性差异;但护理后组间对比数据存在显著性差异,且对比后可发现存在较大差异。结论:月经不调女性护理期间实施心理护理降低患者不良情绪,有利于其快速康复,是一种值得推广的护理方法。
简介:【摘要】目的:分析人性化护理在慢性肾衰竭患者血液透析中的护理效果。方法:本研究选取96例慢性肾衰竭患者进行研究。所有患者于2018年2月至2019年7月在锦州市中心医院接受血液透析治疗。按平均得分规律分为观察组(n = 48)和对照组(n = 48)两组。观察组采用人性化护理模式进行血液透析护理,对照组配合常规护理。计算两组的相关数据及统计结果,并进行统计学比较。结果:①观察组健康知识知晓率[97.92%(47 / 48)]显著高于对照组[83.33% (40 / 48)](P < 0.05)。②观察组护理后的治疗依从性[93.75%(45 / 48)]显著高于对照组[79.17% (38 / 48)](P < 0.05)。③不同护理后,观察组患者并发症发生率[10.42%(5 / 48)]显著低于对照组[41.67% (20 / 48)](P < 0.05)。④护理前,两组患者焦虑、抑郁、睡眠质量较差,两组比较差异无统计学意义(P > .05)。护理后,两组患者焦虑、抑郁、睡眠质量均有改善,但观察组改善效果优于对照组(P < 0.05)。⑤护理前,两组患者SF-36生活质量量表评分比较,差异无统计学意义(p>0.05)。护理后,两组患者SF-36生活质量量表评分均有改善,但观察组改善效果显著优于对照组(P < 0.05)。结论对血液透析治疗的慢性肾衰竭患者实施人性化护理干预,可以使患者更加了解本病的健康知识,使患者更加积极地接受治疗,减少对患者的损害和并发症的风险,改善患者的负面情绪,并全面提高睡眠质量和生活质量,这是值得提倡的。
简介:【摘要】目的:观察给予慢性霉菌性阴道炎患者护理期间实施人性化护理的应用效果。方法:共选取在我院接受治疗的78例慢性霉菌性阴道炎患者为观察对象,收治开始时间为2020年6月,收治截止时间为2021年6月。按照随机分组方法把全体样本分为两组:其中,对照组,39例,接受常规护理;观察组,39例,接受人性化护理。对比护理干预前后两组患者生活质量和护理满意度。结果:对照组、观察组护理前生活质量评分分别为(46.73±3.51)分、(45.61±4.23)分,不构成统计学差异;对照组、观察组护理后生活质量评分分别为(65.72±4.48)分、(86.68±3.86)分,可以构成统计学差异;对照组、观察组护理满意度分别为(68.83±2.52)分、(89.93±2.73)分,可以构成统计学差异。结论:慢性霉菌性阴道炎患者护理过程中给予其人性化护理可有效提高患者生活质量,且满意度更高,可作为护理首选方法。
简介:摘要:网络通讯设备在使用时一般会使用某种接口与其连接,通过在PC机上运行的软件对设备设置运行参数,不同的接口类型,其使用的协议与方法也不尽相同。在实际的客户应用时,需要对大批量的在网设备同时进行参数查看与维护时,若没有一个便捷高效的工具,则会增加客户的使用难度,使得客户的体验感下降。基于以上的理念,通过查阅相关技术资料并进行试验后,最终选定UDP协议,利用MFC可视化编程的方式,制作出一款可对所在网络内所有自研的网络通讯设备进行参数运行维护的软件。
简介:摘要:为研究玉米种植土壤和无农作物土壤中不同的施肥水平对土壤微生物中生物量碳元素和氮元素含量的影响,本次试验选择了某农科院的裸地和玉米种植的田间小区作为相应的试验对象,根据玉米生长过程采取不同的施肥水平,对土壤微生物中生物量的氮元素和碳元素进行相应的含量测定。结果显示,当不施加相应的肥料时,某农科院裸地土壤微生物中碳元素和氮元素含量的平均值分别为175.98mg/kg和26.04mg/kg;玉米种植的田间小区土壤微生物中碳元素和氮元素的含量分别为161.65mg/kg和22.70mg/kg。通过探究可以明确玉米种植的田间小区土壤微生物中生物量的碳元素和氮元素含量要比裸地低,因此在施肥过程中需要了解施肥种类和施肥量,根据土壤微生物中碳、氮含量的规律合理施肥。
简介:摘 要:目的 为评估宣传品抛散装置的综合效能。方法 首先运用层次分析法,建立了宣传品抛散装置综合效能评估指标体系,构建了模糊层次评判模型,以问题的层次结构模型为依据,通过模糊数学理论,研究制定出解决该问题的最优方案。 最后通过模糊综合评判,评估得出宣传品投散装置作战效能。结果 64mm电击发宣传弹、无人机抛散综合效能分值分别为:68.52,83.87 ,无人机抛散的综合效能评为较好,64mm电击发宣传弹的抛散综合效能评为一般,所以,无人机抛散综合效能要优于宣传弹。结论 通过评估分析,反映出无人机抛散宣传品效能较好,在以后的装备研发和应用中应优先考虑无人机平台的宣传品抛散装置。