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      氫氣、氫能與氫能系統術語都有哪些?

      所屬分類:技術資料    發布時間: 2023-03-14    瀏覽次數:387

      《氫氣、氫能與氫能系統術語(GB/T 24499-2009)》提出了氫氣、氫能和氫能系統技術及其應用的術語和定義。本標準適用于氫氣、氫能和氫能系統技術標準的制定,技術文件的編制,專業手冊、教材和書刊等的編寫和翻譯。

      本標準由通用術語、氫氣制備、氫氣儲運和灌裝、氫能應用、氫能系統安全這五個方面介紹了氫能產業所要使用到的系統術語。

      《氫氣、氫能與氫能系統術語(GB/T 24499-2009)》由全國能源基礎與管理標準化技術委員會提出,由全國氫能標準化技術委員會歸口?!稓錃?、氫能與氫能系統術語(GB/T 24499-2009)》起草單位:清華大學核能與新能源技術研究院、中國標準化研究院、同濟大學、上海交通大學、西安交通大學、中國電子工程設計院,主要起草人:毛宗強、王賡、馬建新、馬紫峰、郭烈錦、劉建虎。

       

      1、通用術語

       

      1.1 氫hydrogen

      最輕的化學元素,符號H,原子序數1,原子量為1.008,是地球的重要組成元素。

       

      1.2 氫能hydrogen energy

      氫在物理與化學變化過程中釋放的能量??捎糜诎l電、各種車輛和飛行器用燃料、家用燃料等。

       

      1.3 氫能系統hydrogen energy system

      氫的制備、儲存、輸配和應用系統的總稱。

       

      1.4 氫能化學chemistry of hydrogen energy

      研究氫的制備、儲運及應用中的各種化學過程的科學。

       

      1.5 氫經濟hydrogen economy

      一種以氫的生產、氫的運輸、氫的儲存、氫的轉化、氫的應用,以及相關標準規范等要素構成的經濟結構。

       

      1.6 氫原子hydrogen atom

      由一個質子和一個電子組成的原子。

       

      1.7 氫分子hydrogen molecule

      由兩個氫原子通過化學鍵結合而成的分子。

       

      1.8 氫離子hydrogen ion

      氫原子失去電子后形成的離子。

       

      1.9 氕protium

      氫的同位素,用1H表示,質子數為1,是氫分子的重要組分,相對質子質量為1.007 8。

       

      1.10 氘deuterium

      氫的同位素,用2D表示,有一個中子和一個質子,其相對質子質量為2.014 1。

       

      1.11 氚tritium

      氫的同位素,用3T表示,有兩個中子,質子數為1,其相對質子質量為3.010 05。

       

      1.12 正氫orthohydrogen

      氫分子的一種同質異構體,分子中原子核的自旋方向是相同的(平行)。

       

      1.13 仲氫parahydrogen

      氫分子的一種同質異構體,分子中原子核的自旋方向是相反的(逆平行)。

       

      1.14 氫鍵hydrogen bond

      在氫的極性化合物中,氫原子吸引鄰近的高電負性原子的孤對電子,而形成的分子內或分子間的相互吸引作用。

       

      1.15 氫氣gaseous hydrogen

      以氣態形式存在的氫分子。

       

      1.16 壓縮氫氣compressed gaseous hydrogen

      壓力高于大氣壓的氣態氫。

       

      1.17 濕氫wet hydrogen

      在所處溫度、壓力下,水含量達飽和或過飽和狀態的氫氣。

       

      1.18 液氫liquid hydrogen

      液氫是以液態形式存在的氫氣,是一種無色、透明的低溫液體。正常沸點為20.38 K,沸點時密度為70.77 kg/m3。

       

      1.19 固態氫solid hydrogen

      氣態氫的雙原子分子凝結成的雪白固體絮狀物,密度是80.7 kg/m3(11.15 K),熔點為14.01 K。

       

      1.20 氫低熱值hydrogen low heat value

      單位質量的氫完全燃燒,生成的水不凝結為液態水所放出的熱量。氫的低熱值為120.0 MJ/kg。

       

      1.21 氫高熱值hydrogen high heat value

      單位質量的氫完全燃燒,生成水也全部凝結為液態水放所出的熱量。氫的高熱值為141.86 MJ/kg。

       

      1.22 氫氣擴散gaseous hydrogen diffusion

      氫氣隨著環境狀態的變化彌散、擴展和蔓延的過程。

       

      1.23 氫氣泄漏gaseous hydrogen leakage

      氫氣從密閉的系統、設備、管路滲出至外部的過程。

       

      1.24 含氫氣體hydrogen-contained gas

      含有氫氣的氣體混合物。

       

      1.25 氫提純hydrogen purification

      將含氫氣體中的雜質去除,使氫濃度提高至規定值的工藝過程。

       

      1.26 重水hydrogen-deuterium-oxygen

      氫同位素氘和氧的化合物。

       

      1.27 標準狀態standard state

      氣體的標準狀態是273.15 K和1.013 25×105 Pa。

       

      2、氫氣制備

       

      2.1 重整制氫hydrogen production by reforming

      對碳氫化合物原料在重整器內通過催化反應獲得氫的反應方法。

       

      2.2 水電解制氫hydrogen production by water electrolysis

      以直流電接人電解池電解水,獲得氫和氧的工藝過程。

       

      2.3 熱化學制氫hydrogen production by thermochemical method

      利用若干個化學反應耦合,在高溫或較高溫下,將含氫化合物分解制取氫氣方法。

       

      2.4 生物質熱解制氫hydrogen production by biomass pyrolysis

      生物質在反應器中完全缺氧或只提供有限氧條件下,制取氫氣的工藝。

       

      2.5 生物制氫hydrogen production by biology

      利用微生物轉化各類有機物質原料發酵制氫,以及綠藻、藍藻等生物分解水制氫的方法。

       

      2.6 核能制氫hydrogen production by nuclear energy

      利用核能的熱量與熱化學反應耦合制氫。

       

      2.7 太陽能光解水制氫hydrogen production by solar energy splitting water

      利用太陽光的能量,通過光催化、光電化學或光生物學等過程分解水制氫的方法。

       

      2.8 太陽能熱化學制氫hydrogen production by solar-thermochemical method

      利用太陽能的熱量與熱化學耦合制氫。

       

      2.9 部分氧化制氫hydrogen production by partial oxidation

      碳氫化合物通過添加氧化劑進行不完全燃燒或不完全氧化分解,獲得氫氣的過程。

       

      2.10 水電解制氫裝置installation of hydrogen production by water electrolysis

      以水為原料,電解制取氣態氫,氧的裝置,是水電解槽及其輔助設備組合的統稱。

       

      2.11 電解池electrolyte cell

      組成水電解槽的基本單元,被稱為電解池,單個電解池由陰極、陽極、隔膜和電解液構成。

       

      2.12 隔膜diaphragm

      將水電解槽電解小室分隔為陰極區、陽極區,并使產生的氫氣、氧氣分隔,防止氫氣、氧氣互相穿透,但離子可遷移。

       

      2.13 固定式水電解制氫系統stationary water el∞tmlysis system for hydrogen production

      水電解制氫系統的各類設備、管道全部布置在廠房內或廠房外,用設備基礎、管道支架固定設置的制氫系統。

       

      2.14 移動式水電解制氫系統mobile water electrolysis system for hydrogen production

      水電解制氫系統的各類設備、管道全部布置在一個或多個可移動或搬運的底盤(座)上。

       

      2.15 變壓吸附法pressure swing adsorption method(PSA)

      利用固體吸附劑對不同氣體的吸附選擇性以及氣體在吸附劑上的吸附量隨其壓力變化而變化的特性,在一定的壓力下吸附,通過降低被吸附氣體分壓,使被吸附氣體解吸,經過多次重復,使氣體分離的方法。

       

      2.16 變壓吸附提純氫系統hydrogen purification system by PSA

      采用變壓吸附法,從含氫氣體中提純氫氣的設備系統。

       

      2.17 甲醇轉化制氫裝置installation of hydrogen production by methanol reforming

      以甲醇和純水為原料,采用催化轉化工藝,在一定溫度下將甲醇裂解轉化制取氫的生產設備組合的統稱。

       

      2.18 氨回收率hydrogen recovery

      利用變壓吸附法提純生產氫氣時,產品氫氣的體積流量與原料氣體中所含氫氣體積流量之比。

       

      2.19 固定式的變壓吸附提純氫系統stationary hydrogen purification system by PSA

      變壓吸附提純氫的各類設備、管道全部布置在廠房內或廠房外,用設備基礎、管道支架固定設置的提純氫系統。

       

      2.20 移動式變壓吸附提純氫系統mobile hydrogen purification system by PSA

      變壓吸附提純氫系統的各類設備、管道全部布置在一個或多個可移動或搬運的底座上;設備、管道均固定在相應的底座上。此類設備可以在廠房內或廠房外安裝使用,若室外安裝使用時應設防日曬、雨淋的防護設施。

       

      3、氣儲運、灌裝

       

      3.1 高壓儲氫hydrogen storage in high pressure tank

      將氫氣在10 MPa~100 MPa壓力下充裝在特制的壓力容器中。

       

      3.2 液態儲氫hydrogen storageinliquidstate

      將溫度降至20.43 K以下,使氫氣轉變為液態氫的儲存方式。

       

      3.3 氫漿slush hydrogen

      液態氫和固態氫的混合物。

       

      3.4 物理吸附儲氫hydrogen storage by physisorption

      利用物理吸附原理,將氫氣吸附在高比表面多孔材料中的儲存方式。

       

      3.5 金屬氫化物儲氫hydrogen storage in metal hydrides

      利用某些金屬或合金能夠在一定氫壓下吸氫生成金屬氫化物的特性,將氫儲存在金屬或合金中的儲存方式。

       

      3.6 絡合氫化物儲氫hydrogen storage in complex hydrides

      氫以絡合體的形式固定在含共價氫鍵的絡合氫化物中的儲存方式,一般泛指鋁氫化物和硼氫化物,如LiAlH.、NaAIH。、LiBH。、NaBH。等。亦稱配位氫化物儲氫。

       

      3.7 化學氫化物儲氫hydrogen storage in hydrides compound

      特指能在溫和反應條件下(如水解等)放氫的化合物以及除金屬氫化物、絡合氫化物和有機氫化物以外的氫化物儲氫方式,如LiH:、Call:、BNH,和LiNH。等。

       

      3.8 有機液體儲氫hydrogen storage in liquid organic hydrides

      利用某些不飽和有機化合物(如烯烴、炔烴或芳香烴等)與氫氣進行可逆加氫和脫氫反應來實現氫氣儲存的技術。

       

      3.9 氫氣罐gaseous hydrogen container

      用于儲存氫氣的定壓變容積(濕式儲氣柜)及變壓定容積的容器的統稱。

       

      3.10 大容積氫氣儲氣瓶gaseous hydrogen storage tube

      單個儲氣瓶水容積大于500 L,工作壓力10 MPa~100 MPa,用于儲存氫氣的壓力容器。

       

      3.11 固定式氫氣儲罐stationary hydrogen storage container

      固定安裝的高壓、中壓氫氣儲氣壓力容器,配帶有必要的安全裝置、壓力和溫度檢測、顯示儀器等。

       

      3.12 氫氣儲氣瓶組gaseous hydrogen storage tube bundle

      以若干個高壓儲氣瓶組裝為整體儲氣系統的氫氣儲氣設施,配帶相應的連接管道、閥門、安全裝置等。

       

      3.13 鋼瓶集裝格 gaseous hydrogen cylinder bundle

      由專用框架固定,采用集氣管將多只氣體鋼瓶接口并連組合的氣體鋼瓶組。

       

      3.14 氫氣長管拖車tube trailers for gaseous hydrogen

      由若干個大容積高壓氫氣瓶組裝后設置在汽車拖車上,用于運輸高壓氫氣的裝置,配帶相應的連接管道、閥門、安全裝置等。

       

      3.15 車載高壓氫氣罐on-board hydrogen storage tank

      氫能車輛上用于儲存氣態氫氣,工作壓力10 MPa~100 MPa的壓力容器。

       

      3.16 液態氫氣儲罐cryogenic tank for liquid hydrogen

      用于儲存液態氫的低溫容器,一般由內膽、外殼體、絕熱結構及連接用機械構件、測量儀表、安全設施,液、氣注入和排出配管、附件等組成。

       

      3.17 實瓶solid cylinder

      存有氣體充灌壓力下的氣體容器。

       

      3.18 空瓶empty cylinder

      無內壓或留有殘余壓力的氣體容器。

       

      3.19 氫氣站hydrogen station

      包括氫氣發生設備、灌充設備、壓縮和儲存設施、輔助設施及其建筑物或場所的總稱。

       

      3.20 供氫站hydrogen supply station

      不含氫氣發生設備,以瓶裝和/或管道供應氫氣的建筑物或場所的統稱。

       

      3.21 氫氣加氫站hydrogen filling station

      為氫能汽車或氫氣內燃機汽車或氫氣天然氣混合燃料汽車儲氣容器充裝車用氫燃料的專門場所。

       

      3.22 加氫加油合建站gasoline and hydrogen filling station

      既為汽車油箱充裝汽油、柴油,又為燃料電池電動汽車或氫氣內燃機汽車儲氫瓶或氫氣天然氣混合燃料汽車儲氣瓶充裝車用氫氣或氫氣天然氣混合燃料的專門場所。

       

      3.23 加氫加天然氣合建站hydrogen and CNG filling station

      既為汽車的儲氫瓶或儲氣瓶充裝氫氣或氫氣天然氣混合物燃料,又為汽車的儲氣瓶充裝天然氣的專門場所。

       

      3.24 加氫島hydrogen filling island

      用于安裝加氫機或氫氣天然氣混合燃料加氣機的平臺。

       

      3.25 氫氣壓縮機問hydrogen compressor room

      設有氨氣壓縮機的房間。

       

      3.26 加氫機hydrogen dispenser

      給汽車儲氫瓶(罐)充裝氫氣,并帶有控制、計量、計價裝置的專用設備。

       

      3.27 移動式氫氣壓縮機組portable hydrogen compressor unit

      氫氣壓縮機及其輔助設備、電氣裝置、連接管線等全部布置在一個或多個可移動或搬運的底座(盤)上。

       

      3.28 氫氣壓縮機hydrogen compressor

      對氫氣進行壓縮的單級或多級壓縮機。

       

      3.29 氫氣增壓器hydrogen booster

      將氫氣壓力從氣源壓力經單級或多級增壓器增壓至所需壓力的壓縮裝置。

       

      3.30 氫氣匯流排hydrogen manifolds

      采用鋼瓶氣體供應氫氣用的匯流排組等設施。

       

      3.31 放空排氣裝置vent unit

      用于放空氫氣站或加氫站的設備、管路系統的氫氣或氫氣天然氣混合燃料或其他氣體燃料的排氣的專用裝置。

       

      3.32 冷凝水排放裝置condensate drain unit

      用于氫氣站的設備、管路系統排放冷凝水的專用裝置。

       

      3.33 拉斷閥break away coupling

      在外力作用下可被拉斷為兩節,但拉斷后具有自密封功能的閥門。

       

      3.34 壓力調節器pressure regulator

      用于調節控制出口壓力的均勻穩定和保持在設定壓力范圍的裝置。

       

      3.35 蒸發器vaporizer

      可接收液態氫并加一定熱量,使液態氫汽化為氣態氫的非容器裝置。

       

      3.36 環境蒸發器ambient vaporizer

      熱源取自大氣、海水或地熱水的蒸發器。

       

      3.37 加熱蒸發器heated vaporizer

      熱源取自燃燒、電力或廢熱的蒸發器。

       

      3.38 質量流量計mass flowmeter

      流量計檢測元件的輸出信號直接或間接反映流體質量流量的計量裝置,質量流量計的輸出信號與流體的物理性質如壓力、溫度、密度等無關。

       

      4 氫能應用

       

      4.1 氫能綜合能源系統integrated energy system of hydrogen energy

      以風能、太陽能、潮汐能等構成的可再生能源一氫能一燃料電池發電、供熱的能量供應系統。

       

      4.2 氫燃燒器hydrogen burner

      燃燒氫氣的器具,結構主要有用于高溫(1 200℃以上)的改進空氣吸人型和用于低溫(500℃以下)的催化燃燒器。

       

      4.3 氫催化燃燒catalytic hydrogen combustion

      在催化劑存在時將氫氣完全氧化,是一種無火焰的燃燒,可以在較低溫度下發生。

       

      4.4 氫內燃機hydrogen internal combustion engine(HICE)

      使用氫氣為燃料的內燃機。

       

      4.5 氫能飛機hydrogen powered aircraft

      以氫為燃料的飛機。

       

      4.6 氫發動機hydrogen powered engine

      用氫作為燃料的發動機。

       

      4.7 氫燃料汽車hydrogen powered vehicle

      用純氫氣或含氫氣的混合物作燃料的汽車。

       

      4.8 分布式電站distributed power station

      分散的靠近用戶的中、小電站,可以同時供應電力和熱量。

       

      4.9 氫氣透平hydrogen turbine

      以氫為燃料的旋轉式動力轉換機械。

       

      4.10 氫氧切割機hydrogen-oxygen cutter

      利用氫和氧化學反應時產生的極高溫度的火焰切割金屬的裝置。

       

      4.11 燃料電池fuel cell

      將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉化為電能、熱能和其他反應產物的發電裝置。

       

      4.12 固體氧化物燃料電池solid oxide fuel cell(SOFC)

      以固體氧化物為電解質的燃料電池,工作溫度通常為800℃~l 000℃。

       

      4.13 低溫同體氧化物燃料電池low temperature solid oxide fuel cell(LTSOFC)

      工作溫度在600℃以下的固體氧化物燃料電池。

       

      4.14 熔融碳酸鹽燃料電池molten carbonate fuel cell(MCFC)

      以熔融碳酸鹽為電解質的燃料電池。

       

      4.15 磷酸燃料電池phosphoric acid fuel cell(PAFC)

      以磷酸(H.PO.)為電解質的燃料電池。

       

      4.16 質子交換膜燃料電池proton exchange membrane fuel cell,PEMFC(PEFC)

      以質子交換膜為電解質的燃料電池。

       

      4.17 直接甲醇燃料電池direct methanol fuel cell(DMFC)

      以質子交換膜為電解質,并且以甲醇直接在陽極上發生電化學反應的燃料電池。

       

      4.18 堿性燃料電池alkali fuel cell(AFC)

      以堿溶液或堿性離子交換膜為電解質的燃料電池。

       

      4.19 可逆式燃料電池reversible fuel cell(RFC)

      一種既可將燃料與氧化劑的化學能轉化為電能,也可以用于電解水制氫的電化學反應裝置。

       

      4.20 燃料電池發動機fuel cell engine

      用于車輛、航空航天和水下等裝置作為驅動動力電源和輔助動力的燃料電池發電系統。

       

      4.21 燃料電池發電機fuel cell generator

      用燃料電池模塊作為主要發電單元的發電系統。

       

      4.22 質子交換膜proton exchange membrane

      由高分子材料和離子交換基團構成,它有選擇性地允許氫離子在燃料電池或電解液內運動。

       

      5、氫能系統安全

       

      5.1 爆炸極限limit of explosion

      在一定溫度和壓力下,可燃氣體的蒸汽與空氣或氧氣混合,在一定濃度范圍內才能被點燃并爆炸。該混合氣中可燃氣體的濃度范圍被稱為爆炸極限。

       

      5.2 阻火器 fire arrester

      阻止火焰通過的裝置,采用狹小孔隙、熔化阻隔、水隔離等阻止火焰通過的原理設計、制造。

       

      5.3 沖擊波blast wave

      沖擊波是一種強擾動的傳播,是一種介質狀態突躍變化的傳播。氣體爆炸產生的沖擊波是立體的,以爆炸為中心,以球面的形狀向外擴張,氣體爆炸的能量越大,沖擊波強度也越大。

       

      5.4 爆燃deflagration

      可燃混合物從一種狀態迅速轉變為另一狀態,并在瞬間放出大量能量,同時產生巨大聲響的現象。爆燃的特征是傳播速率可達每秒幾百米。

       

      5.5 爆轟detonation

      可燃氣體混合物的組成和預熱條件適宜時,在極短的時間內產生極高的壓力的現象。爆轟過程的傳播速率高達2 000m/s以上。

       

      5.6 著火點或燃點ignition point

      可燃物質在外部熱源的作用下,使溫度升高,當該可燃物質開始燃燒時的溫度值。

       

      5.7 熄火flameout

      氫能系統氫火焰的熄滅導致氫未被燃燒送人大氣。這個過程也可以叫做“釋放”。

       

      5.8 最小點火能量minimum ignition energy

      在一定的溫度和壓力下點燃特定的可燃氣體混合物所需要的最小能量。

       

      5.9 引火源 ignition source

      引發可燃物質的著火燃燒爆炸的物質。引火源有明火、高熱物和高溫表面、電氣火花、靜電火花、沖擊與摩擦、絕熱壓縮、化學反應熱、光線和射線等。

       

      5.10 泄壓裝置pressure relief device

      用于防止系統設備、容器內的壓力超過預先設置值的安全裝置。防爆泄壓裝置包括安全網、爆破片和放空管等。

       

      5.11 安全網safety net

      用于防止系統、設備、容器內壓力超壓發生物理性爆炸的安全裝置。

       

      5.12 爆破片blasting piece

      用于排出設備、容器內發生壓力失控或化學性爆炸時產生的超高壓力的膜片式安全裝置。

       

      5.13 放空管vent pipe

      用于系統、設備、容器內,緊急吹掃、置換吹掃或超溫、超壓時排放物料的安全裝置。

       

      5.14 不燃燒體non-combustible component

      用不燃材料做成的設備、管道和建筑構件。

       

      5.15 熔栓禍thermal activated pressure relief device

      用于防止復合材料瓶過熱超壓的裝置,當溫度超過設定值時能夠打開并讓瓶內氣體放空。

       

      5.16 吹掃置換purge

      開車或停車時吹除系統設備中的不純物、空氣、可燃物等的過程。

       

      5.17 熄滅距離quenching distance

      為阻止火焰在可燃氣體混合物中傳播所需要的間隙大小。

       

      5.18 明火地點open flame site

      室內外外露的火焰及赤熱或熾熱表面的地點。

       

      5.19 散發火花地點spray flake spot

      操作中的砂輪、電焊、氣焊(割)、非防爆電氣開關、有飛火的煙囪等地點。

       

      5.20 可燃氣體報警裝置combustible gas detector

      用于可燃氣體制備、儲運、灌裝、使用場所,檢測有無泄漏和可燃氣體濃度,并按設定值進行報警、連鎖控制的安全裝置。

       

      5.21 氫滲透hydrogen permeation

      氫穿過結構材料,而導致氫的釋放。

       

      5.22 爆炸下限lower explosion limit

      可燃氣體與空氣或氧氣組成的混合物,遇火源即能發生爆炸的最低濃度。

       

      5.23 氫腐蝕hydrogen attack

      在一定溫度、壓力的氫環境內,鋼中的碳與氫反應形成甲烷氣泡的現象。

       

      5.24 氫脆hydrogen embrittlement

      氫進入金屬材料后,局部氫濃度達到飽和時,引起金屬塑性下降、誘發裂紋或產生滯后斷裂的現象。由高分子材料和離子交換基團構成,它有選擇性地允許氫離子在燃料電池或電解液內運動。