Hydrogen and Syngas Production and Purification Technologies pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Liu, Ke

出品人:

页数:545

译者:

出版时间:2010-1

价格:882.00元

装帧:

isbn号码:9780471719755

丛书系列:

图书标签:

• Hydrogen Production
• Syngas Production
• Gas Purification
• Chemical Engineering
• Renewable Energy
• Energy Technology
• Catalysis
• Industrial Chemistry
• Process Engineering
• Sustainable Energy

探寻能源的未来：清洁燃料的生产与转化之道 本书旨在为读者提供对一系列关键能源生产和转化技术的全面概述，重点关注那些对我们构建更可持续、更清洁的能源体系至关重要的领域。我们将深入探讨各种先进的生产工艺，以及实现这些宝贵资源纯净化的复杂挑战，为理解当前能源格局的演变和未来发展方向提供坚实的理论基础。 第一篇：能源生产的基石 本篇将聚焦于几种在现代工业和未来能源发展中扮演核心角色的物质的生产方法。我们将从基础出发，逐步深入到先进的技术细节。 第一章：氨的工业合成与绿色转型 氨（NH₃）作为一种至关重要的化工原料和潜在的清洁能源载体，其工业化生产的历程充满了技术革新。本章将详细阐述经典的哈伯-博施（Haber-Bosch）工艺，从催化剂的选择、反应条件的优化到工艺流程的设计，深入剖析这一奠定现代氮肥工业基础的里程碑式技术。我们将探究其在高温高压下的反应机理，以及为提高效率和降低能耗所进行的持续改进。 然而，随着全球对气候变化议题的日益关注，对氨生产的绿色化转型需求也日益迫切。本章还将重点介绍“绿色氨”的生产理念及其实现路径。这包括利用可再生能源（如风能、太阳能）电解水制氢，以及利用可再生电力进行固氮反应的潜力。我们将讨论电化学合成氨、生物固氮启发的合成方法，以及这些新兴技术在降低碳足迹方面的显著优势和当前面临的技术瓶颈。此外，对蓝色氨和粉色氨等过渡性绿色氨生产策略的探讨，也将为理解不同阶段的减排努力提供清晰的视角。 第二章：醇类燃料的制备与应用潜力 醇类，尤其是甲醇（CH₃OH）和乙醇（C₂H₅OH），作为重要的液体燃料和化工中间体，其生产技术的多样性也预示着其广泛的应用前景。本章将首先介绍甲醇的传统生产方法，即以煤、天然气或石油为原料，通过蒸汽重整或部分氧化制备合成气，再催化合成甲醇。我们将详细分析不同原料来源对合成气组成的影响，以及合成过程中影响产率和选择性的关键因素，如催化剂性能、反应温度和压力。 随后，本章将重点关注生物质转化制备醇类燃料的技术。我们将深入探讨生物质气化制备合成气，进而通过催化合成甲醇的过程。对于乙醇，则将详细介绍其主流的生物发酵路线，包括不同糖源（如玉米、甘蔗、纤维素）的预处理技术，以及关键的微生物发酵过程和发酵产物的分离提纯。此外，我们还将简要介绍合成气直接制备乙醇的尝试性技术，以及纤维素乙醇生产的挑战与机遇。本章的讨论将涵盖这些醇类燃料在内燃机、燃料电池以及作为化学品原料等方面的应用潜力，并探讨其在替代化石燃料中的地位。 第三章：甲烷化反应与合成气转化 甲烷化反应（CH₄ + H₂O ⇌ CO + 3H₂ 或 CO + 3H₂ ⇌ CH₄ + H₂O）是化学工业中一项基础而重要的过程，广泛应用于合成气（CO + H₂）的转化和富氢气体的生产。本章将深入解析甲烷化反应的热力学和动力学特性，探讨不同催化剂（如镍基、钌基催化剂）的性能差异及其对反应速率和选择性的影响。我们将分析不同反应条件（温度、压力、原料配比）对甲烷化平衡和反应产物分布的影响。 在能源领域，甲烷化反应在将合成气转化为甲烷（作为天然气的主要成分）方面发挥着关键作用，尤其是在煤气化、生物质气化或电化学CO₂还原制合成气等工艺中。本章将详细介绍合成气甲烷化的不同工艺流程，以及如何通过精确控制反应条件和选择高效催化剂来最大化甲烷产率和纯度。此外，甲烷化反应也常用于富氢气体的纯化，例如去除合成气中的CO₂。我们将探讨此类应用的技术细节和工艺设计。 第二篇：能源纯净化的关键技术 生产出的粗品燃料往往含有各种杂质，需要经过精细的纯化才能满足后续应用的需求。本章将聚焦于几种关键的纯化技术。 第四章：膜分离技术在气体纯化中的应用 膜分离技术以其高效、节能、环保的特点，在气体分离和纯化领域展现出巨大的应用潜力。本章将详细介绍不同类型的气体分离膜，包括聚合物膜、无机膜（如陶瓷膜、分子筛膜）和混合基质膜。我们将深入探讨各种膜材料的渗透选择性原理，以及影响膜性能的关键因素，如膜的孔径分布、表面化学性质和膜厚度。 本章将重点介绍膜分离技术在氢气纯化、氮气生产、二氧化碳捕集等方面的具体应用。例如，在氢气制备过程中，通过膜分离技术可以有效去除水蒸气、CO、CO₂等杂质，获得高纯度氢气，满足燃料电池等高端应用的需求。我们将分析不同膜技术在处理不同气体组分时的优劣势，以及膜在极端温度和压力条件下的稳定性问题。此外，对膜组件设计、系统集成和操作优化等方面的探讨，也将为读者提供更全面的认识。 第五章：吸附与吸收技术在气体净化中的作用 吸附和吸收技术是传统而可靠的气体净化方法，在工业生产中有着广泛的应用。本章将首先介绍固体吸附剂在气体净化中的应用，重点分析各种吸附剂（如活性炭、分子筛、金属有机框架材料（MOFs））的吸附机理、吸附容量和选择性。我们将探讨这些吸附剂如何有效地捕集目标气体杂质，例如在天然气、合成气中去除水分、硫化物、CO₂等。 随后，本章将详细阐述液体吸收技术在气体净化中的原理和应用。我们将重点介绍化学吸收和物理吸收两种方式。化学吸收通常利用可逆的化学反应来捕集气体，例如利用胺类溶液吸收CO₂。物理吸收则依赖于目标气体在溶剂中的溶解度差异。本章将深入分析不同吸收剂的性能特点，以及吸收塔的设计、操作参数（如温度、压力、液气比）对吸收效率的影响。我们将讨论这些技术在炼厂气净化、空气分离、工业废气处理等领域的实际应用案例，并分析其在能耗和操作成本方面的考量。 第六章：冷凝与蒸馏技术在液化气体分离中的地位 对于以液态形式储存和运输的气体，冷凝和蒸馏技术是实现其分离和纯化的核心手段。本章将首先阐述冷凝技术的原理，包括饱和蒸汽压、相变过程以及影响冷凝效率的关键参数，如温度和压力。我们将分析不同气体混合物的冷凝行为，以及如何通过多级冷凝来逐步分离不同沸点的组分。 随后，本章将深入探讨蒸馏技术在液化气体分离中的应用。我们将详细介绍简单蒸馏、分馏等基本蒸馏原理，并重点阐述在深冷条件下进行蒸馏的技术要点。例如，在空气分离中，通过精馏将液化空气分离为高纯度的氮气和氧气。本章将分析影响蒸馏分离效率的关键因素，如塔板数、回流比、汽液平衡关系等。此外，我们还将讨论在极端低温和高压环境下操作蒸馏设备的工程挑战，以及为提高能耗效率而采取的工艺优化措施。 本书的每一章节都力求深入浅出，既有严谨的科学原理阐述，又不乏工程实践的案例分析，旨在为读者提供一个全面、深入的视角，去理解和掌握这些支撑现代能源体系的关键生产和纯化技术，并为探索未来的清洁能源解决方案提供有益的启示。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书的价值在于它成功地搭建了一座连接基础科学、工程实践与未来市场需求的桥梁。我尤其欣赏作者对“耦合技术”的强调——即生产、净化与储存/使用环节的整体优化。他清晰地指出了当前行业内常见的“筒仓式”思维的弊端，即单独优化某个单元操作往往无法带来整体效率的最大化。通过多个综合系统的案例研究，作者论证了在设计下一代氢能工厂时，必须采取系统工程的方法。对于任何希望在该领域进行深度研究、投资或工程设计的人来说，这本书不再仅仅是一本参考资料，它更像是一份经过深思熟虑的行业路线图。它不仅告诉我“如何做”，更重要的是，它引导我思考“为什么必须这样做”，从而具备了指导未来创新的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇便以一种令人振奋的姿态，将我们带入了一个关于能量未来的宏大叙事之中。作者并没有急于深入技术细节，而是首先描绘了一幅全球能源转型的全景图，强调了氢能在应对气候变化和能源安全挑战中的关键地位。这种宏观的视野让我立刻感受到作者对这一领域的深刻理解和前瞻性思考。他清晰地阐述了“氢经济”的潜力，并巧妙地将技术挑战置于更广阔的社会经济背景下进行审视，这极大地激发了我继续阅读的兴趣。尤其令人印象深刻的是，作者在探讨不同制氢路径时，那种平衡的视角——既不过分偏袒蓝氢或绿氢，而是客观分析了每种方法的经济可行性和环境足迹，这在许多同类书籍中是难得一见的。整体而言，第一部分为我们构建了一个坚实的理论基础，让我们明白为什么要关注氢能，以及它在未来能源结构中的不可替代性。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的，是它对“清洁度”和“质量控制”的执着。在氢能应用领域，杂质控制往往是决定系统成败的隐形杀手，而本书在这方面给予了空前的关注。作者花费了大量篇幅来讨论痕量污染物——如一氧化碳（CO）、硫化物乃至水蒸气——对下游应用（尤其是燃料电池和半导体制造）的致命影响。他对各种痕量分析技术（如气相色谱、特定气体传感器）的局限性和优势进行了深入比较，这远远超出了传统教科书的范畴。更进一步，他对吸附剂和催化剂在深度脱硫脱碳过程中的动态行为进行了建模分析，这部分内容对于追求“零排放”或“超高纯度”工业流程的读者来说，简直是宝藏。这表明作者对氢能产业链的理解是全面的、务实的，深知每一个技术环节的微小偏差都可能导致最终系统的崩溃。

评分☆☆☆☆☆

从写作风格上来说，这本书展现出一种严谨的学术风范与极强的可读性完美结合的特点。行文间很少使用过于花哨的辞藻，而是依赖于精确的图表、流程图和数据支撑来构建论点。然而，这种严谨并未导致内容晦涩难懂。作者擅长使用类比和案例分析来阐明抽象的化学工程原理。例如，在解释膜分离过程中的渗透率-选择性权衡时，他引入了一个关于“筛子精度与处理速度”的生动比喻，瞬间打消了我对该概念的困惑。此外，书中对新兴技术的讨论，如甲烷干法重整耦合分离以及电化学制氢的最新进展，都采用了批判性的视角，没有盲目乐观，而是直指其商业化道路上的瓶颈，这种科学的审慎态度，使得全书的论述更具说服力和可信度。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读到工艺流程的部分，我发现作者在处理复杂技术问题时展现了极高的驾驭能力。他对蒸汽甲烷重整（SMR）、部分氧化（POX）以及电解水制氢等核心技术的描述，详尽而又不失条理。他不仅罗列了反应方程式和操作参数，更重要的是，他深入剖析了影响效率和成本的关键因素，例如催化剂的选择、反应器设计的影响，以及热集成优化策略。对于纯化技术，特别是PSA（变压吸附）和膜分离技术的阐述，更是细致入微，作者似乎非常清楚操作工程师在实际放大过程中会遇到的痛点，比如如何处理微量杂质、如何延长吸附剂寿命等实际操作层面的问题。这种由宏观概念迅速过渡到微观工程细节的处理方式，使得这本书既能满足高层决策者的战略需求，也能为一线工程师提供立即可用的技术参考，体现了其极强的应用价值。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆