Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Podstawowe technologie termochemicznego pozyskiwania wodoru

100%

Warowny W.

|

2008

|

tom Nr 5

8-14

EN

Almost all hydrogen for chemical or energetic purposes is coming from syngas, which is manufactured from natural or second generation fu- els. The syngas is produced via reforming processes of the natural gas and liquid fuels, and gasification processes of the solid natural fuels.

2

Gaz koksowniczy jako surowiec do produkcji wodoru

100%

Karcz A.

|

2009

|

tom T. 12, z. 1

111-117

PL

Gaz koksowniczy zawierający około 60% wodoru oraz znaczne ilości weglowodorów, z których na drodze reformingu można pozyskać dodatkowe ilości wodoru, stanowi potencjalnie jedno z ważniejszych źródeł otrzymywania wodoru.W artykule zostały przedstawione dwa warianty technologiczne produkcji wodoru z gazu koksowniczego. W pierwszym założono pozostawienie dotychczasowej klasycznej technologii chłodzenia i oczyszczania gazu koksowniczego, a następnie otrzymywanie wodoru z gazu nadmiarowego i smoły koksowniczej. W wariancie drugim zaproponowano schemat technologiczny umożliwiający zwiekszony uzysk wodoru poprzez kompleksowy reforming weglowodorów zawartych w surowym gazie koksowniczym.

EN

Coke oven gas containing about 60% of hydrogen and considerable amounts of hydrocarbons, from which additional amounts of hydrogen can be obtained via reforming, potentially constitutes one of the more important sources for obtaining hydrogen. The paper presents two technological variants of producing hydrogen from coke oven gas. The first one assumes retaining the current classic technology of coke oven gas cooling and cleaning, and, subsequently, obtaining hydrogen from excess gas and coal tar. In the second variant, a technological scheme is proposed which enables an increased vield of hydrogen through complex reforming of hydrocarbons contained in raw coke oven gas.

3

Hydrogen yield from water radiolysis in the presence of zeolites

100%

Cecal A. , Colisnic D. , Popa K. , Paraschivescu A. , Bilba N. , Cozma D.

Open Chemistry

|

2004

|

tom 2

|

nr 1

247-253

EN

This paper reports a study of the decomposition of water by gamma radiolysis in the presence of zeolites ZSM-5, SAPO-5, and MOR. The irradiation is performed using 60Co as a source with 1.12×1015 Bq activity at a 8.3 kGy/h dose rate. The stable products of radiolysis as well as the other chemical species are measured by mass spectrometry. The calculated radiation yield (GH 2) generally decreases in the order: H-ZSM-5>Na-ZSM-5>H-SAPO-5>MOR under the given experimental conditions; the yield is higher in the presence of these catalysts than in their absence.

4

Hydrogen production from ethanol in nitrogen microwave plasma at atmospheric pressure

88%

Hrycak B. , Czylkowski D. , Miotk R. , Dors M. , Jasinski M. , Mizeraczyk J.

Open Chemistry

|

2015

|

tom 13

|

nr 1

EN

Hydrogen seems to be one of the most promising alternative energy sources. It is a renewable fuel as it could be produced from e.g. waste or bio-ethanol. Furthermore hydrogen is compatible with fuel cells and is environmentally clean. In contrast to conventional methods of hydrogen production such as water electrolysis or coal gasification we propose a method based on atmospheric pressure microwave plasma. In this paper we present results of the experimental investigations of hydrogen production from ethanol in the atmospheric pressure plasma generated in waveguide-supplied cylindrical type nozzleless microwave (2.45 GHz) plasma source (MPS). Nitrogen was used as a working gas. All experimental tests were performed with the nitrogen flow rate Q ranged from 1500 to 3900 NL h-1 and absorbed microwave power PA up to 5 kW. Ethanol was introduced into the plasma using the induction heating vaporizer. The process resulted in an ethanol conversion rate greater than 99%. The hydrogen production rate was up to 728 NL[H2] h-1 and the energy efficiency was 178 NL[H2] per kWh of absorbed microwave energy.

5

Biologiczne procesy produkcji wodoru

88%

Kwiecień K.

|

2006

|

tom Nr 5

2-6

EN

Obtaining hydrogen for energy production purposes from biomass and water. Role of hydrogen as energy carrier. Method of biophoto-lythic production of hydrogen from water.

6

Investigation of membrane performance in the separation of carbon dioxide

88%

Tańczyk M. , Warmuziński K. , Janusz-Cygan A. , Jaschik M.

Chemical and Process Engineering

|

2011

|

tom 32

|

nr 4

291-298

EN

HY2SEPS was an EU-funded project directed at the reduction of CO2 emissions. The principal objective of the project was to develop a hybrid membrane-adsorptive H2/CO2 separation technique that would form an integral element of the pre-combustion process. Specific tasks included the derivation of simplified mathematical models for the membrane separation of H2/CO2 mixtures.In the present study one of the developed models is discussed in detail, namely that with the countercurrent plug flow of the feed and the permeate. A number of simulations were carried out concerning the separation of binary mixtures that may appear following steam conversion of methane. The numerical results were then compared with the experimental data obtained by FORTH/ICEHT. The estimated fluxes of pure CO2, H2, CH4 and N2 are shown alongside those measured experimentally as a function of temperature and CO2 partial pressure in Figs 2 - 7. It is concluded that, in general, CO2 flux increases monotonically with both temperature and CO2 partial pressure. It is also found that the fluxes of hydrogen, methane and nitrogen reach a minimum at a temperature slightly above 323 K. Overall, a good agreement was obtained between the simulations and experiments.

7

Methane and hydrogen production from potato wastes and wheat straw under dark fermentation

75%

Sołowski G. , Konkol I. , Shalaby M. , Cenian A. , Sołowski G. , Konkol I. , Shalaby M. , Cenian A.

|

8

Możliwości powstania gospodarki wodorowej i perspektywy jej rozwoju

75%

Golec T. , Błesznowski M.

|

2009

|

tom nr 7

459-467

PL

Przedstawiono wybrane dane dotyczące gospodarki wodorowej. Omówiono metody bezpośredniego wytwarzania wodoru, metody pośredniego wytwarzania wodoru z wykorzystaniem energii elektrycznej oraz pośredniego wytwarzania wodoru z wykorzystaniem wyprodukowanego syngazu. Omówiono również sposoby magazynowania wodoru, do których zalicza się: sprężanie, skraplanie, wiązanie z metalami oraz sposoby przesyłu wodoru.

EN

Presented are selected data concerning hydrogen economy. Discussed are direct methods of hydrogen production and the indirect ones with the use of electric energy or the produced syngas. Discussed are also methods of hydrogen storage like compression, liquefaction and bonding with metals as well as methods of hydrogen transport.

9

Co/CeZrO2 Catalyst for partial oxidation of toluene

75%

Łamacz A. , Tobiasz J. , Krztoń A. , Turek W.

|

2010

|

tom Vol. 54, nr 1-4

11-19

EN

Co/CeZr02 catalyst was used in the catalytic partial oxidation (POX) of toluene- applied as a model compound of some tar contained in the products of the coal or biomass gasification. Catalytic tests were carried out in TPSR mode and in stationary conditions. It was demonstrated that Co/CeZr02 catalyst was more active in the POX process than a reference industrial catalyst.

10

Production of hydrogen via methane conversion using microwave plasma source with CO2 or CH4 swirl

75%

Jasiński M. , Dors M. , Mizerczyk J.

|

2009

|

tom R. 85, nr 5

124-126

EN

In this paper, results of hydrogen production via methane conversion in the atmospheric pressure microwave plasma with CO2 or CH4 swirl are presented. A waveguide-based nozzleless cylinder-type microwave plasma source (MPS) with gas swirl was used to convert methane into hydrogen. The plasma generation was stabilized by a gas swirl having a flow rate of 50 l/min (when CO2 was used) or 87.5 l/min (when CH4 was used). The methane flow rate was 175 l/min or 87.5 l/min. The absorbed microwave power was varied in the range 1500-5000 W. The methane conversion degree and the energetic hydrogen mass yield were highest when methane was used as swirl and was 99.88% and 577 g [H2] per kWh of microwave energy absorbed by the plasma, respectively. These parameters are better than our previous results when nitrogen was used as a swirl gas and much better than those typical for other plasma methods of hydrogen production (electron beam, gliding arc, plasmatron).

PL

W artykule przedstawiono wyniki produkcji wodoru w procesie konwersji metanu pod wpływem plazmy mikrofalowej pod ciśnieniem atmosferycznym w atmosferze CO2 lub w czystym metanie. Do badań wykorzystano generator o konstrukcji współosiowej z dodatkiem lub bez CO2 w formie przepływu wirowego (50 l/min), który stabilizował plazmę. Natężenie przepływu metanu wynosiło 175 l/min lub 87,5 l/min. Absorbowana moc mikrofal wynosiła 1500-5000 W. Uzyskany stopień konwersji metanu oraz wydajność energetyczna produkcji wodoru wynosiły odpowiednio 99,88% i 577 g[H2]/kWh. Wyniki te są lepsze od uzyskanych z zastosowaniem azotu w przepływie wirowym oraz innymi metodami plazmowymi (plazmotron, ślizgające się wyładowanie łukowe, strumień elektronów).

11

Microwave discharge generator operated at high gas flow rate

63%

Jasiński M. , Mizeraczyk J. , Dors M.

|

2008

|

tom R. 84, nr 3

77-79

EN

In this paper, atmospheric pressure microwave discharge generator used for producing the non-thermal plasmas for gas treatment (e.g. reforming of hydrocarbons to produce hydrogen) is presented. New type of microwave discharge generator (MDG), i.e. a waveguide-based (nozzleless) cylinder-type MDG is described. The important advantages of the presented MDG are stable operation in various gases at high flow rates and no need for sophisticated impedance matching circuits.

PL

W artykule prezentowany jest generator wyładowania mikrofalowego stosowany do wytwarzania plazmy nietermicznej do obróbki gazów pod ciśnieniem atmosferycznym (np. reforming węglowodorów do produkcji wodoru). Przedstawione zostało urządzenie nowego typu, tj. bezdyszowy generator wyładowania mikrofalowego o konstrukcji falowodowej. Do ważnych zalet urządzenia należy stabilna generacja wyładowań w różnych gazach przy dużych natężeniach przepływu oraz brak wyrafinowanych układów dopasowania impedancji.

12

Hybrydowe układy do rozdziału mieszanin wodoru i dwutlenku węgla. Zastosowanie uproszczonych modeli matematycznych do obliczeń membranowego procesu separacji

63%

Warmuziński K. , Jaschik M. , Tańczyk M. , Janusz-Cygan A.

|

2008

|

tom T. 11, z. 1

517-529

PL

Ograniczanie emisji gazów cieplarnianych, zwłaszcza C02, jest jednym z głównych zadań stawianych w projektach ramowych UE. Było ono m.in. celem priorytetu tematycznego 6.1 (Zrównoważone Systemy Energetyczne) 6. Programu Ramowego UE. W obrębie tego priorytetu jest realizowany projekt HY2SEPS, zaprezentowany w poprzedniej publikacji [1], którego zasadniczym celem jest opracowanie hybrydowego, membranowo-adsorpcyjnego procesu wydzielania wodoru. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki projektu w zakresie uproszczonego modelowania membranowej części układu hybrydowego. Omówiono jeden z opracowanych modeli permeacji gazów oraz zaprezentowano wyniki symulacji numerycznych procesu rozdziału mieszanin H2/CO2, H2/N2 i H2/CH4 w module membranowym. Dokonano także porównania wyników obliczeń z danymi doświadczalnymi, uzyskanymi od jednego z partnerów projektu - FORTH/ICE-HT z Grecji.

EN

HY2SEPS (Hybrid Hydrogen - Carbon Dioxide Separation Systems) is one of the EU-funded projects directed at the reduction of CO2 emissions [1]. The principal objective of the project is to develop a hybrid membranę - adsorptive H2/CO2 separation techniąue that would form an integral element of the pre-combustion process. One of the tasks of the Institute of Chemical Engineering, Polish Academy of Sciences is to derive simplified mathematical models for the membranę separation of H2/CO2 mixtures. These models will be included in a comprehensive model of the hybrid system. In the present study one of the simplified models developed is discussed, namely that with the coun-tercurrent pług flow of the feed and permeate. It is assumed that the feed may contain N permeating species, an additional inert component may be present in the permeate, the permeation coefficients are independent of the pressure, and the process is isothermal. The system studied is shown in Fig. 1. The feed gas composition is determined using eąuations (1) and (2), and that of the permeate from equations (3)-(5). Boundary conditions are described by eąuations (6) and (7), and the retentate and permeate flow rates by eąuations (8) and (9). A number of simulations were carried out concerning the separation of binary mixtures that may appear following the steam conversion of methane. The separation of C02 from its 50/50 binary mixtures with hydrogen, nitrogen and methane was studied in a ceramic membranę module over 35-90°C, and at a temperaturę of 60°C for C02 concentrations of 10 to 90 mole percent. The calculational results were compared with the experimental data obtained by FORTH/ICE-HT (Greece) [6]. In Tables 1 and 3 the basie parameters of the process analysed are shown; Table 2 summarizes all the cases investigated in the present study. The estimated fluxes of CO2 and H2 are shown alongside those measured experimentally as a function of temperaturę and C02 partial pressure in, respectively, Figs 2 and 3. The results concerning the C02/CH4 and CO2/N2 mixtures are shown, respectively, in Figs 4 and 5 and Figs 6 and 7. It is concluded that, generally, the CO? flux increases monotonically with both temperaturę and CO? partial pressure. It is also found that the fluxes of hydrogen, methane and nitrogen reach a minimum at a temperaturę slightly above 50°C. Overall, a good agreement was obtained between the simulations and experiments, despite using a simplified description of trans-membrane mass transfer and employing permeation coefficients for pure species.

13

Fundamentalne znaczenie badań naukowych dla rozwoju gospodarki wodorowej

63%

Molenda J.

|

2008

|

tom T. 11, z. 2

61-68

PL

W pracy przedstawiono główne dziedziny badań naukowych, których rozwój jest konieczny dla skutecznego wdrażania gospodarki wodorowej. Omówione zostały najważniejsze aspekty otrzymywania, magazynowania i przetwarzania wodoru dla celów energetycznych. W zakresie otrzymywania wodoru, oprócz omówienia konwencjonalnych metod produkcji wodoru z gazu ziemnego, zwrócono uwagę na konieczność opracowania metod otrzymywania wodoru z naturalnych zasobów, nie będących paliwami kopalnymi. W zakresie magazynowania wodoru opisano konwencjonalne oraz nowoopracowywane metody magazynowania wodoru, w strukturze krystalicznej metali i nanomateriałach węglowych ważnych dla zastosowań w transporcie. Jako główną metodę energetycznego zagospodarowania paliwa wodorowego wskazano ogniwa paliwowe. Podano ich najważniejsze cechy oraz najbardziej perspektywiczne typy, wraz z ich uwarunkowaniami technologicznymi i głównymi drogami rozwoju. Podkreślono fundamentalne znaczenie podstawowych badań naukowych w aspekcie wszystkich dziedzin składających się na gospodarkę wodorową. Stwierdzono, że jedynie długoterminowy, silnie stymulowany przez rządy państw, program badań podstawowych skorelowany z istniejącymi programami badawczymi w tej dziedzinie jest w stanie zapewnić skok technologiczny niezbędny dla zapewnienia konkurencyjności energetyki wodorowej względem tradycyjnej energetyki.

EN

This work describes the main areas of the scientific research, development of which is necessary for an effective implementation of hydrogen economy. The major aspects of production, storage and processing of hydrogen for power industry are presented. In the section regarding hydrogen production a necessity of developing of a new methods based on natural resources, apart from a conventional methods based on natural gas, is stressed out. In the hydrogen storage section conventional and newly developed methods are described, especially regarding storage in a crystal structure of metals and nanostructured carboneous materials, which are important for application in transportation. Fuel cells are pointed out as a key technology for usage of hydrogen fuel in power industry. Their description is focused on the most promising types. Issues related to application of fuel cells are presented with remarks concerning possible development in the future. A fundamental role of basic scientific studies covering all areas related to the hydrogen economy is pointed out. It is concluded that only long term, strongly supported by governments, program of basic scientific studies correlated with already existing ones may allow for a technological breakthrough. Only this may make hydrogen economy competitive to traditional one.

14

Hybrydowe układy do rozdziału mieszanin wodoru i dwutlenku węgla. Prezentacja projektu UE HY2SEPS

63%

Warmuziński K. , Tańczyk M. , Jaschik M.

|

2006

|

tom T. 9, z. spec.

657-669

PL

Ograniczanie emisji gazów cieplarnianych, zwłaszcza CO2 jest obecnie jednym z najpoważniejszych wyzwań podejmowanych przez instytucje naukowe, rządy państw i organizacje przemysłowe na całym świecie. Inicjowanie działań zmierzających do rozwiązania tego problemu stało się m.in. celem priorytetu tematycznego 6.1 (Zrównoważone Systemy Energetyczne) w ramach 6. Programu Ramowego UE. W niniejszej pracy przedstawiono projekt UE HY2SEPS jako przykład działań podejmowanych w obszarze priorytetu tematycznego 6.1. Omówiono cele projektu oraz planowane sposoby ich realizacji. Zaprezentowano także wstępne wyniki badań właściwości separacyjnych pierwszego materiału membranowego, planowanego do wykorzystania w układzie hybrydowym.

EN

Increased CO2 emissions in the atmosphere are the result of human activities related to energy production from fossil fuels. Fossil fuels are expected to be the main source of energy for the next decades, and the main source of CO2 emissions associated with human activity. To meet future regulations and standards, sustainable energy systems based on fossil fuels will require a significant reduction of emitted greenhouse gases and other pollutants. According to the 4/2004 European Environmental Agency report, CO2 emissions from fossil fuels account to 78% of the total EU greenhouse gases emissions. The reduction of CO2 emissions is included in the workprogramme of Priority 6.1. The case examined in the "Hybrid hydrogen - carbon dioxide separation systems" (HY2SEPS) project is the pre-combustion CO2 capture, which is one of the four strategically important research areas of the thematic priority 6.1. The main goal of the HY2SEPS project is the development of a hybrid membrane/ pressure swing adsorption (PSA) H2/CO2 separation process, which will be a part of a fossil fuel de-carbonization process used for the pre-combustion CO2 capture. Methane steam reforming is currently the major route for hydrogen production and will be employed as a model case. High purity hydrogen (99.99%) is usually recovered from the reformate by using a PSA process. A typical PSA waste gas stream (CO2~55%, H2~35%, CH4 & CO~ 15%) is not usually recycled since it has to be recompressed to the PSA feed pressure for recovering only a small fraction of the recycled hydrogen. Furthermore, it cannot be used for CO2 sequestration since it contains significant amounts of H2 and CH4. A hybrid process is expected to combine the high throughput and H2 product purity of a PSA process with the lower operating costs of a membrane process. It is expected to enhance the overall H2 recovery and provide an H2-free CO2 stream ready for capture and sequestration. Below are listed main task carried out within the HY2SEPS project. 1. Material research related to existing and new membrane and sorbent materials. 2. Process design and integration. 3. Evaluation of hybrid process sustainability using life cycle analysis. 4. Component design. Preliminary experimental studies for the adsorption equilibria and kinetics of the mass transport of CO2 and CH4 on the first membrane material were performed. For the sample scraped off the active layer of the membrane, equilibrium and kinetic experiments were done over the pressure range 0-2 bar and temperatures between 20 and 90 oC. It is concluded that the equilibrium capacities for methane are by an order of magnitude lower than those for carbon dioxide (Figs 5 and 6). In the case of diffusional time constants the appropriate values for methane are 2-3 times higher than those for carbon dioxide (Tab.1).

15

Problemy wodorowego paliwa

44%

Marzec A.

|

2007

|

tom T. 10, z. 1

89-96

PL

Współczesne procesy produkcji wodoru z paliw kopalnych lub wody związane są z emisją dwutlenku węgla, wobec czego należy je skojarzyć z wydzielaniem i depozycją C02. Jeśli tak się stanie, powstanie problem konkurencyjności pomiędzy energią elektryczną -także wytwarzaną w skojarzeniu z depozycją- a wodorem. Transport wodoru od producenta do użytkownika wymaga nowych technologicznych rozwiązań w zakresie przesyłu i dystrybucji oraz szczególnie starannego zapewnienia bezpieczeństwa z uwagi na szeroki zakres wybuchowości i palności tego gazu. Obecnie wodór nie jest w stanie konkurować z przesyłem energii elektrycznej. Zastosowanie wodoni do napędu silników w transporcie samochodowym to przede wszystkim dotąd nierozwiązany problem zaopatrzenia samochodów w taką ilość wodoru, która umożliwi pojazdom uzyskanie podobnego zasięgu (po jednorazowym tankowaniu), jaki charakteryzuje samochody o napędzie węglowodorowym. Tego rodzaju bariery nie występują w sektorze transportu samochodowego, w którym stosowany byłby napęd hybrydowy (napęd paliwami węglowodorowymi współpracujący naprzemiennie z napędem elektrycznym). Stan zaawansowania nowych rozwiązań w zakresie produkcji i szerokiego zastosowania wodoru jako paliwa rokuje nadzieje na osiągnięcie dojrzałości nie wcześniej niż po 30-40 latach, tymczasem ochrona klimatu wymaga szybkiego działania.

EN

Contemporary processes producing hydrogen from fossil fiiels or water, contribute to carbon dioxide emission. Thus, they have to be associated with capture and seąuestration of carbon dioxide. If so, eiectricity energy that can be also combined with C02 removal, on one side and hydrogen fuel on the other side. should be compared in a number of issues. The hydrogen large scalę transfer from a manufacturer to end-users requires new technological solutions and ensuring extremely careful safety measiires due to the wide explosive rangę of hydrogen and its high flammability. It is elear that at present, hydrogen transfer cannot compete with eiectricity transfer. Use of engines powered by hydrogen in transportation sector, poses yet unsolved problem of hydrogen storage in cars. Neither compressed, nor liquefied hydrogen might be a good solution. A compression as well as liquefaction reąuires high energy input. Practical hydrogen storage demands a major technology breakthrough, most likely in solid-state materials capable of storing a sufficient amount of hydrogen. Such barriers would not oceur in transportation sector powered by hybrid engines (hydrocarbon fuel drive engine working alternately with electrical motor). Summing up, the technological breakthrough of production and large scalę use of hydrogen could be expected after 30 up to 40 years. However, climate protection is immediately needed.