北京東方化工廠“6-27”事故原因計算機模擬分析報告和電化學技術在新能源中的利用

北京東方化工廠“6·27”事故原因計算機模擬分析報告北京理工大學爆炸與安全科學國家重點實驗室編者按：北京理工大學爆炸與安全科學國家重點試驗室，利用計算機模擬技術，根據爆炸現(xiàn)場情況，對乙烯、石腦油云團的形成和云團爆炸過程數值模擬，把計算機模擬結果同現(xiàn)場情況進行比較，認為“6·27”事故是石腦油A罐溢出的石腦油首先爆炸引起的。這個分析報告同北京東方化工廠“6·27”事故調查專家組的事故技術原因分析報告是一致的。1前言1997年6月27日北京東方化工廠油品罐區(qū)發(fā)生特大爆炸事故，造成了重大人員傷亡和財產損失。受國家經貿委安全生產局的委托，北京理工大學爆炸與安全科學國家重點實驗室根據有關單位提供的爆炸現(xiàn)場情況，對此次爆炸事故進行了計算機模擬分析，目的是為全面正確地分析爆炸事故的發(fā)生原因提供技術依據。2爆炸情況基本分析圖1是北京東方化工廠發(fā)生爆炸的油品罐區(qū)布置平面示意圖（見本網《北京東方化工廠“6·27”事故的技術原因分析報告》圖1）。在工廠油品罐區(qū)內，分布有25個球形罐和小柱形罐，6個大浮頂柱形罐，部分建筑和圍墻等。根據爆炸現(xiàn)場情況觀察，當時在工廠油品罐區(qū)，發(fā)生了兩處爆炸。一處是圖1中TK9561區(qū)（乙烯區(qū)）中，乙烯B罐（球形罐）發(fā)生了爆炸。另一處是V0102區(qū)（石腦油區(qū)）中，石腦油A罐（柱形罐）周圍空間發(fā)生爆炸和幾乎同時發(fā)生的油泵房內部爆炸。根據爆炸現(xiàn)場附近地震臺站當時的記錄結果，第一次爆炸為21時26分38秒，第二次為21時40分57秒，兩次爆炸間隔大約為14分21秒。由于存在兩處爆炸現(xiàn)象，因此，正確判斷兩處爆炸發(fā)生的先后順序是找到爆炸發(fā)生原因的關鍵環(huán)節(jié)。2.1乙烯B罐爆炸現(xiàn)場主要特征乙烯B罐爆炸殘骸分析結論表明：乙烯B罐全部爆飛，其爆炸能量很大。B罐在爆炸前已被火燒灼。B罐被火燒灼后內壓增高，局部區(qū)域罐壁材料強度下降，產生罐體裂紋，隨后引起爆沸。2.2石腦油A罐爆炸現(xiàn)場主要特征石腦油A、B罐外面有被下部火焰燒烤的明顯跡象，且該罐附近地面大范圍的碎石被燒變色。表明該罐附近地面上曾經積有油品，并有較長時間的燃燒和較猛烈的火焰。該罐體圍堤是由混泥土澆注而成，有一處明顯傾斜。表明圍堤內曾經發(fā)生可燃混合氣體的爆燃。另外，通向石腦油A罐兩道氣動閥門呈開啟狀態(tài)。2.3其它部分爆炸現(xiàn)場情況油品罐區(qū)內的油泵房被完全破壞，墻體內外倒塌，表明油泵房發(fā)生了內爆現(xiàn)象。2.4人員傷亡情況當時有爆炸現(xiàn)場共有41人，其中有9人死亡（死在現(xiàn)場4人及送到醫(yī)院后死5人）。死亡者被發(fā)現(xiàn)的位置在圖1中由三角符標出，并附有死者姓名和編號。2.5爆炸事故發(fā)前主要罐區(qū)的工況各罐的液位、溫度、壓力等每2小時記錄一次，詳見當日生產操作記錄，此處只列出乙烯B罐和石腦油A罐的工況。1）乙烯B罐工況18時：液位8.23m，液體體積占罐內總容積的73%，罐內溫度30℃，罐內氣體壓力2.0MPa。20時：液位7.30m，液體體積占罐內總容積的65%，罐內溫度30℃時，罐內氣體壓力2.0Mpa。該廠中心控制室計算機自動記錄的乙烯罐壓力變化圖顯示：21點26分前壓力平穩(wěn)，26分左右壓力突然降至零（與地震臺記錄的第一次爆炸時間吻合）。2）石腦油A罐的工況（12時至20時記錄相同）液位13.725m，液體體積占罐內總容積的99.64%（上限報警13.775m）油溫19℃，發(fā)生事故時正在往該罐里裝油（兩道閥門都開啟）。3）當班操作記錄顯示20時30分開始從鐵路槽車卸油，21時左右現(xiàn)場人員聞到氣味。聞到氣味時間距第一次爆炸大約為20-25分鐘。2.6事故關鍵過程分析對現(xiàn)場情況的初步分析表明，存在乙烯B罐周圍首先發(fā)生爆炸或石腦油A罐周圍首先發(fā)生爆炸的兩種可能。如果是乙烯B罐周圍首先發(fā)生爆炸，其原因可能是乙烯B罐附近的乙烯管道發(fā)生了泄露，匯露后的乙烯在空氣中擴散，與空氣混合形成乙烯云團。乙烯云團在某種刺激的作用下發(fā)生爆炸。如果是石腦油A罐周圍首先發(fā)生爆炸，其原因可能是由于工作人員在輸油時，進行了誤操作，把應該輸入其它油罐的油料錯誤地輸入了石腦油A罐。由于石腦油A罐是浮頂罐，當時在石腦油A罐中，液位為13.725m、石腦油體積占罐內總容積的99.64%，已基本裝滿了油料，繼續(xù)錯誤地輸入油料，將使石腦油從石腦油A罐頂部溢出，并沿著罐的側壁流下，流到圍堤內。在這個過程中，石腦油會向空氣中揮發(fā)，在一定時間后，會形成石腦油和空氣的混合云團，混合云團在某種刺激作用下發(fā)生爆炸。油泵房內部發(fā)生爆炸，可能是乙烯或石腦油云團的氣體擴散到油泵房內，在乙烯云團或石腦油云團爆炸后，隨即油泵房內的乙烯或石腦油與空氣的混合氣體發(fā)生了爆炸。有證據顯示，在爆炸事故發(fā)生前27分鐘，現(xiàn)場有一個危險氣體探測器發(fā)生過報警。另外，21時左右現(xiàn)場人員聞到異常氣體氣味。距第一次爆炸大約為20—25分鐘。因此，可以認為無論是乙烯泄漏到爆炸，還是石腦油溢出爆炸，其間的時間，大約為27分鐘。3爆炸過程的計算機模擬分析本報告主要是利用計算機模擬技術，對乙烯、石腦油云團的形成和云團爆炸過程進行數值模擬。把計算結果同現(xiàn)場情況進行比較，從而判斷出那一種過程符合實際發(fā)生的情況。根據事故發(fā)生關鍵過程的初步分析結果，主要針對乙烯-空氣云團形成、乙烯-空氣云團爆炸、石腦油-空氣云團形成、石腦油-空氣云團爆炸等主要過程進行計算機模擬分析。3.1乙烯-空氣云團和石腦油-空氣云團形成過程模擬3.1.1油庫罐區(qū)流場模型利用流體力學理論建立油庫罐區(qū)三維流場模型，應用美國FLUENT公司的流體力學分析軟件Fluent5.3進行流場模擬分析。流場模型范圍東起V0102區(qū)的東面圍墻，西至綜合樓的西面圍墻。北起V0110區(qū)的北面圍墻（編者注：原文可能有誤。實際大概是V0101區(qū)北面靠近東門的北面圍墻），南至油庫東門位置，包括了油庫罐區(qū)的大部分范圍（見圖1），流場的高度為60m。模型中考慮了油庫罐區(qū)內的綜合樓、油泵房、所有的油罐和主要的圍墻。其中綜合樓、油泵房被簡化為與實際尺寸等效的長方體，球形和柱形油罐被取為實際形狀和尺寸。圖2是流場模型的初始網絡圖（編者注：本文中圖2——107所版面巨大，本文編輯時只列出圖號，圖略去，下同）。流場的計算采用了求解三維、不可壓Navier-stokes方程的方法，湍流模型采用了標準的k-ε模型方程，同時，采用了組分擴散方程。（1）控制方程（2）計算方法采用了單步的segregatedsolver算法。該方法首先求解動量方程，然后在用壓力修正的方法求解質量守恒方程，再求解湍流方程和組分方程等。計算中，周圍大氣條件設為標準大氣，過程時間設為27分鐘。根據北京市通縣氣象臺提供的當時通縣地區(qū)的氣象資料，21時至21時30分，平均風速為1m/s左右，是東南風。實際上在油庫罐區(qū)內，風速和風向會處于一定的不定場狀態(tài)，現(xiàn)場實際的風場情況已難以準確的確定。由于風場對空氣云團的位置和范圍有一定的影響，因此，在流場模型中，選取了兩種風場條件，一種是風速為1m/s的東南風，另一種是風速為1m/s的偏南10度風。圖3是第一種風場條件下的風壓分布圖。3.1.2乙烯-空氣云團形成過程模擬已有的分析結果表明，乙烯B罐的罐體本身并沒有發(fā)生泄漏現(xiàn)象。如果乙烯發(fā)生泄漏，很可能是乙烯B罐附近的乙烯管道出現(xiàn)裂縫泄漏出乙烯。由于沒有可靠的依據確定裂縫的尺寸，因此，對兩種管道裂縫情況進行了計算，一種是假設裂縫面積為乙烯管道（直徑101.6mm）截面積的十分之一，另一種假設乙烯管道全部斷裂的情況。（1）裂縫面積為乙烯管道截面積的十分之一圖4（a-d）是數值模擬在風速為1m/s的東南風下，乙烯—空氣混合云團不同邊緣濃度下的形狀和大小。在邊緣濃度為2.7%（乙烯爆炸極限濃度下限）時，乙浠—空氣云團形狀為橢球型。同乙烯罐的尺寸相比，乙烯—空氣云團在不大（可等效為長8m，寬6m，高6m的立方體），并在乙烯A罐的附近。泄漏的乙烯平均流量為1.3052kg/s。由于乙烯—空氣云團范圍有限，并在乙烯A罐的附近，風場的風向對乙烯—空氣云團沒有實質性的影響。因此，本報告沒有進行其它風向下的乙烯-空氣云團形成過程模擬。（2）乙烯管道全部斷裂圖4（e）是在1m/s的東南風下，乙烯管道全部斷裂時，乙烯-空氣混合云團在邊緣濃度為2.7%時的形狀和大小。云團為扁長的橢球形，其范圍已覆蓋了油泵房的一部分。泄漏的乙烯平均流量為13.054kg/s。3.1.3石腦油—空氣云團形成過程的模擬石腦油從柱形浮頂罐溢出后，在空氣中揮發(fā)，擴散，形成石腦油—空氣混合云團。因此，主要對石腦油揮發(fā)和擴散過程進行數值模擬。在模擬計算時，需要石腦油在當時溫度條件下的揮發(fā)速率。由于沒有現(xiàn)有的石腦油揮發(fā)速率數據，因此，采用了實驗方法確定的石腦油的揮發(fā)速率，其值大約為每分鐘2.64mg/cm2。圖5(a-d)是在1m/s風速的東南風下，在不同邊緣濃度下，數值模擬的石腦油—空氣混合云團的形狀和大小。在邊緣濃度為1.2%（石腦油爆炸極限濃度的下限）時，如圖（d）所示，石腦油—空氣云團高大約20m，其形狀近似梯形體，其長約280m，最寬處約150m，高約20m。云團范圍已到達東南方向的油庫東門位置和接近油泵房的邊緣。圖6（a-d）是數值模擬的在1m/s風速偏南10度風下，乙烯-空氣混合云團不同邊緣逍度下和形狀的大小。在邊緣濃度為1.2%時，如圖6（d）所示，石腦油—空氣混合云團高大約20m，其形狀近似為長約280m，寬約200m，高約20m的長方體，同在東南風下相比，其范圍到達東南方向的油腔庫東門位置，并覆蓋了油泵房的一部分。3.2乙烯—空氣云團和石腦油—空氣云團的爆轟參數兩種爆炸去團的爆轟參數包括：不同濃度下云團混合氣體爆炸的爆轟壓力、爆轟速度、爆轟溫度、體積膨脹比、絕熱指數、混合氣體的初始密度等。這些參數是云團爆炸模擬中需要的基本參數。本報告采用中國工程物理研究院開發(fā)的fortranVLW程序，計算乙烯—空氣云團的基本爆轟參數。由于實際中的氣云團內濃度分布不均勻，呈現(xiàn)一定的濃度梯度分布，而目前氣相爆轟模擬計算中，只能計算均勻濃度下云團爆轟過程。根據乙烯—空氣云團和石腦油—空氣云團形成過程的模擬分析結果，本報告主要模擬計算了3.5%和5%濃度下，云團爆轟過程。表1是乙烯一空氣云團和石腦油—空氣云團在3.5%和5%濃度下的主要爆轟參數。表1乙烯-空氣云團和石腦油-空氣云團的爆轟參數3.3云團爆炸模型，測點分布及-傷亡判據本報告采用AutoreaGas軟件模擬乙烯—空氣云團和石腦油—空氣云團爆炸過程。AutoReaGas軟件由美國GenturyDy-namics公司和荷蘭TNO公司于1997年聯(lián)合開發(fā)完成，用于分析氣體爆轟現(xiàn)象的數值模擬軟件。AutoReaGas可以用來模擬計算可燃性氣體混合物燃燒、爆炸與沖擊效應等，適用于爆炸危險性辨識與安全評估，安全防護距離的測定，工房的了優(yōu)規(guī)劃設計，沖擊墻與安全庇護設計，物體沖擊波加載的測定和沖擊破壞等方面。3.3.1爆炸場模型建立根據油庫罐區(qū)的分布情況，建立爆炸場模型。其范圍與流場模型基本一致。包括綜合樓、油泵房、所有的油罐和主要的圍墻。其中綜合樓、油泵房被簡化為實際尺寸相同的長方體，球形油罐被設為等效尺寸的圓柱形狀。如圖7所示的是爆炸場模型的幾何平面圖。對于爆轟波可以用質量、動量、能量守恒方程和反應速率方程來描述，其中對上述數學模型，進行離散化處理，利用AutoReaGas軟件可以計算爆炸場中各點和各時刻的爆轟參數系數。3.3.2測點布置在模擬計算中，主要在現(xiàn)場人員傷亡位置和部分毀傷點上設置測點，記錄氣云團爆炸中，測點位置超壓和溫度隨時間的變化過程，從而為判斷人員的傷亡情況和設備毀壞情況提供依據。圖8是計算機的測點布置圖。1—9號測上為分別為9位死亡人員被發(fā)現(xiàn)位置，15號測點為乙烯B罐附近位置，16號測點綜合樓東面位置。3.3.3人員傷亡判據表2是爆炸波超壓對人體傷害準則。根據表2中的數據，可以判斷爆炸波超壓對人體的傷害程度。表2爆炸波超壓對人體傷害準則3.4裂縫面積為乙烯管道截面積十分之一時，乙烯—空氣云團爆炸模擬乙烯—空氣云團形成過程模擬結果表明，乙烯—空氣云團形狀為橢球形。同乙烯罐的尺寸相比，乙烯—空氣云團并不大，并在乙烯B罐的附近。由于計算中，乙烯管道裂縫開口朝東南方向，在東南風的作用下，乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面。在爆炸模擬計算中，把橢球形云團近似簡化為長8m，寬6m的立方體。模擬乙烯—空氣云團在3.5%和5%的平均濃度下的爆炸過程。另外，由于乙烯管道裂縫開口朝向可能不一定朝向東南方向，為了能比較全面的分析問題，本報告對比乙烯—空氣云團在乙烯B罐西北面時的爆炸過程進行了模擬。氣云團爆炸數值模擬結果主要有不同時刻爆炸場空間的壓力分布，各個測點的壓力和溫度隨時間的變化情況等?？紤]到篇幅有限，本報告中只列舉了部分與原因分析有關的結果。3.4.13.5%乙烯—空氣云團爆炸模擬（1）3.5%乙烯—空氣云團在乙烯B罐東南面爆炸模擬結果圖9（a-d）是乙烯B罐東南面的3.5%乙烯—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看到，乙烯—空氣云團爆炸后，超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時間的推移，超壓區(qū)向東南方向擴展。圖10（a）、（b）-圖18（a）、（b）分別是1—9測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。從曲線圖中，可以看到，在乙烯—空氣云團爆炸過程中，1，2，3，6號測點位置的最大超壓大約為400—600pa，最高溫度大約為288k，屬正常環(huán)境溫度，4—9號測點的最大超壓和最高溫見表3。表33.5%乙烯-空氣云團爆炸超壓和溫度上述測點的最大超壓遠小于表2對人能造成輕微挫傷的19620pa超壓下限，因此，在這種爆炸情況下，對在這些測點位置的人員不會有任何的傷害。圖19（a）、(b)是16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。最大超壓大約為60Pa，溫度為288K。在這一位置基本上不會受到爆炸的影響。以上測點的數據表明，如果乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面首先發(fā)生爆炸，在現(xiàn)場死亡的9人中，都不會受到任何傷害，在發(fā)生第二次大爆炸前，他們都可有逃生的可能。而事實上，他們都未幸免遇難。因此，本報告認為，3.5%乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面首先發(fā)現(xiàn)爆炸的情況沒有發(fā)生。（2）3.5%乙烯—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看出。乙烯—空氣云團爆炸后，超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時間的推移，超壓區(qū)向南擴展。圖21（a）、（b）-圖29（a）、(b)分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。所有測點的最大超壓都小于300Pa，遠小于表2中對人能造成輕微挫傷的19620Pa超壓下限，爆炸對在這些測點位置的人員不會有任何的傷害。圖30(a)、(b)是16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。最大超壓大約為200Pa，溫度為288K，這一位置基本上也不會受到爆炸的影響。因此，3.5%乙烯—空氣云團在乙烯A罐西北面首先發(fā)生爆炸的情況也不可能發(fā)生。3.4.25%乙烯—空氣云團爆炸模擬（1）5%乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面爆炸模擬結果圖31（a-d）是乙烯罐東南面的5%乙烯—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同3.5%乙烯—空氣云團爆炸結果相似，5%乙烯—空氣云團爆炸后，超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時間的推移，超壓區(qū)向東南方向擴展。圖32（a）、（b）-圖41（a）、（b）分別是1—9號測點和16號測點的壓力時間曲張和溫度時間曲線。7和8號測點的超壓相對較高，最大超壓大約為4000—6000Pa，最高溫度大約為290K，其它測點的最大超壓都低于1000Pa，最高溫度大約為288K。所有測點的最大超壓都遠低于微挫傷的19620Pa超壓下限，因此，這種爆炸情況也不可能發(fā)生。（2）5%乙烯—空氣云團在乙烯罐西北面爆炸模擬結果圖42（a—d）是乙烯罐西北面的5%乙烯一空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。超壓區(qū)的影響范圍不大，隨著時間的推移，超壓區(qū)向南擴展。圖43（a）、（b）—圖52（a）、（b）分別是1—9號測點和16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。所有測點的最大超壓都小于320pa，最高溫度大約為288K，因此，5%乙烯—空氣云團在乙烯B罐西北首先發(fā)生爆炸的情況也不可能發(fā)生。3.5乙烯管全部斷裂時，5%乙烯—空氣云團爆炸模擬結果圖53（a—d）乙烯管全部斷裂時，5%乙烯一空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。爆炸時，在乙烯B罐東南面的超壓區(qū)，隨著時間的推移，繼續(xù)向東南方向移動。圖54—圖63分別是1—9號測點和16號測點的壓力時間曲線。1，2，3，4，5，7，8，9號測點的超壓分別大約為81kpa，400kpa，520kpa、1300kpa，140kpa、1200kpa，1000kpa、160kpa。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能性能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。在以上這些測點上，基本符合現(xiàn)場情況。但6號測點的超壓大約為25kpa，在此處的人員只能受到輕微挫傷，而實際情況是人員已傷亡。16號測點的大約壓力為170kpa，在此測點位置上的人員也會死亡，而實際情況是人員沒有受到任何傷害。因此，乙烯管全部斷裂時，乙烯—空氣云團首先爆炸的情況不可能發(fā)生。3.6石腦油—空氣云團爆炸模擬石腦油—空氣云團形成過程模擬結果表明，在爆炸極限濃度下，石腦油—空氣云團擴散到了很大的范圍。在東南風下石腦油—空氣云團形狀近似梯形體，在偏南10℃風下石腦油—空氣云團形狀近似長方體。在爆炸模擬計算，石腦油—空氣云團被簡化為等效長方體。在東南風下，等效長方體尺寸取為長280m，寬150m，高20m。在偏南10℃風下，等效長方體尺寸取為長280m，寬200m，高20m。3.6.13.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬（1）在東南風下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果圖64(a-b)是在東南風下石腦油—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看出，石腦油—空氣云團爆炸后，在云團內迅速形成壓力幅值較高的超壓區(qū)，由于石腦油—空氣云團本身的范圍很大，超壓區(qū)的范圍也很大。由于爆炸沖擊波的傳播作用，沖擊波在油庫區(qū)西南的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區(qū)，隨著時間的推移，新的超壓區(qū)向南擴展。圖56（a）、（b）-圖73（a）、（b）分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。在石腦油—空氣云團爆炸中，各號測點位置的最大超壓和最高溫度見表4。表43.5石腦油-空氣云團爆炸超壓和溫度上述測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部死亡的98.1kpa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點的最大超壓大約48kpa，最高溫度大約為350K。其超壓值屬于中等損傷（聽覺器官損傷，內臟輕度出血，骨折）的范圍，但已接近嚴重傷害（內臟嚴重挫傷，可引起死亡）的下限值49.05kpa?？紤]計算和實際情況存在一定的誤差，6號測點位置人可能是重傷，也有死亡的可能。15號測點位置在乙烯B罐的表面附近，圖74（a）、(b)是它的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1400kpa，最高溫度大約為2300K。在這樣動態(tài)高壓力作用下，有可能造成乙烯B罐附近的管道破壞，引起乙烯泄漏，造成進一步的爆炸。以上結果表明，如果石腦油—空氣云團首先發(fā)生爆炸，在現(xiàn)場死亡的9人中，只有6號測點位置人可能會是重傷，其它人都沒有逃身的可能。乙烯B罐表面附近的最大超壓，有可能造成乙烯B罐附近管道破壞，引起進一步的爆炸。因此，在東南風下石腦油—空氣云團首先發(fā)生爆炸的情況，與實際現(xiàn)場情況基本符合。（2）偏南100風下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果圖75（a-b）是在偏南100風下石腦油—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。在偏南10度風下，石腦油—空氣云團爆炸過程與東南風下的爆炸過程基本相似。在南10度風向下石腦油—空氣云團覆蓋范圍更大，已覆蓋油泵房一部分。云團爆炸后后，在云團內迅速形成壓力幅值較高的超壓區(qū)，沖擊波在油庫區(qū)西面的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區(qū)，隨著時間的推移，新的超壓區(qū)向南擴展。圖76（a）、(b)-圖84（a）、(b)分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。1，2，3，4，9號測點位置的最大超壓大約為1400kpa，最高溫度大約為2500；5號測點位置的最大超壓大約為1800kpa，最高溫度大約為2700K；7號測點位置的最大超壓大約為800kpa，最高溫度大約為2400K；8號測點位置的最大超壓大約為1200kpa，最高溫度大約為2400K。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點位置的最大超壓大約為52kpa，最高溫度大約為370K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重的49.05kpa的超壓強度，在此位置的人應該受重傷或可能死亡。圖85（a）、(b)是15號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1300kpa，最高溫度大約為2400k。在這種高壓力作用下，已能造成乙烯B罐體附近的管道嚴重破壞，進一步引起乙烯爆炸。偏南100風向下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果，與在東南風下的結果基本相似，在人員傷亡方面與實際現(xiàn)場情況基本符合，同時，還能符合油泵房發(fā)生內爆的情況。3.6.15%石腦油—空氣云團爆炸模擬（1）在東南風下5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果圖86（a-b）是在東南風下5%石腦油-空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同3.5%石腦油-空氣云團爆炸相似，5%石腦油-空氣云團爆炸后，在云團內迅速形成壓力幅值較高，范圍很大的超壓區(qū)，沖擊波在油庫區(qū)西面的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區(qū)，隨著時間的推移，新的超壓區(qū)向南擴展。圖87（a）、(b)-圖95（a）、(b)分別是1——9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。表5是各號測點位置的最大超壓最高溫度。表55%石腦油-空氣云團爆炸超壓和溫度由表5可見，在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點位置的最大超壓大約為60kpa，最高溫度大約為380K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重傷瞎的49.05kpa的超壓強度，在此位置的人應該受重傷，也有死亡的可能。圖96（a）、(b)是它的壓力時間曲線和溫度時間曲線，乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1700kpa，最高溫度大約為2800K。在此壓力作用下，能夠造成乙烯B近管道破壞，引起進一步的爆炸。因引，此種情況與實際現(xiàn)場情況也基本符合。（2）偏南100風向下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果。圖97（a-b）是在偏南100風向下石腦油—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同東南風下石腦油—空氣云團爆炸模擬結果相比，在偏南100風向下石腦油—空氣云團爆炸過程與東南風下的爆炸過程基本相似。在偏南100向下石腦油—空氣云團覆蓋范圍更大，已覆蓋了油泵房一部分。云團爆炸后，在云團內迅速形成壓力幅值較高的超壓區(qū)，沖擊波在油庫區(qū)西面的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區(qū)，隨著時間的推移，新的超壓區(qū)向南擴展。圖98（a）\（b）-圖106（a）—（b）分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。1，2，3，4，9號測點位置的最大超壓大約為1800kpa，最高溫度大約為2800K；5，7，8號測點位置的最大超壓大約為2400kpa,1000kpa,1600kpa，最高溫度大約為3000k,2700k,2700k。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部分死亡的98.1kPa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點位置的最大超壓大約為62kPa，最高溫度大約為400K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重傷害的49.05kpa的超壓強度，在此位置的人應該受重傷。圖107（a）、（b）是15號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1700kpa，最高溫度大約為2700K。在這種高壓作用下，已能造成乙烯B罐附近管道嚴重破壞，進一步引起乙烯爆炸。偏南100風向下5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果，與在東南風下的結果基本相似，與實際現(xiàn)場情況基本符合。4總結爆炸模擬結果表明，如果是乙烯管道裂縫面積為乙烯管道截面積十分之一時，如果是乙烯-空氣云團首先爆炸，氣云爆炸影響范圍很有限，不能夠對死亡的9人造成什么樣的傷害，9人都在逃生的可能，這與實際現(xiàn)場情況明顯不符合。當乙烯管道全部斷裂時，只有部分結果與實際現(xiàn)場情況相符合。如果是石腦油—空氣云團首先爆炸，在現(xiàn)場死亡的9人中，只有6號測點位置人可能會是重傷，其它人都沒有逃身的可能。乙烯球B罐表面附近的最大超壓，有可能造成乙烯B罐附近管道破壞，引起進一步爆炸。另外，在偏南100風時，石腦油—空氣云團會覆蓋油泵房的一部分，石腦油—空氣混合氣體擴散到油泵房內部后，會被外部的爆炸引爆，使油泵房發(fā)生內爆，這些都與實際現(xiàn)場情況基本符合。因此，本報告認為，北京東方化工廠“6·27”爆炸事故是石腦油A罐溢出的石腦油首先爆炸引起的。

電化學技術在新能源中的利用一.能源的概況1.能源的重要性1.能源的重要性自古以來,人類就為改善生存條件和促進社會經濟的發(fā)展而不停地進行奮斗.在這一過程中,能源一直扮演著重要的角色.從世界經濟發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀來看,能源問題已成為社會經濟發(fā)展中一個具有戰(zhàn)略意義的問題,能源的消耗水平已成為衡量一個國家國民經濟發(fā)展和人民生活水平的重要標志,能源問題對社會經濟發(fā)展起著決定性的作用.2.能源的種類2.能源的種類大自然賦予人類的能源是多種多樣的,一般可分為常規(guī)能源和新能源兩大類.常規(guī)能源包括煤炭,石油,天然氣和水能,而新能源有生物質能,核能,風能,地熱能,海洋能,太陽能和氫能等.其中煤炭,石油,天然氣被成為化石能源,水能,生物質能,風能,太陽能和氫能等是可再生能源.3.化石能源的問題(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人類賴以生存和社會發(fā)展的重要物質基礎,是國民經濟發(fā)展的命脈,但目前主要使用的化石能源的儲量不多.據2002年世界探明的化石能源的儲量和使用量統(tǒng)計,世界上煤,石油和天然氣的儲采比分別為204,40和60年,中國的情況更為嚴峻,據2002年統(tǒng)計,中國煤,石油和天然氣的儲采比只有82,15和46年.這表明在人類歷史的長河中,只有很短的一段時間能使用化石能源.隨著我國經濟的持續(xù)高速增長,對能源的需求也持續(xù)攀升.我國一次能源消費總量從1978年的5.3億噸標準煤,上升到2002年的14.3億噸.據估計,我國在2004,2020和2050年的石油消費量達3,4.5和6億噸,其中進口量分別為1,2.7和4億噸.4億噸的進口量相當于目前美國的石油進口量,這不但會制約我國經濟的可持續(xù)發(fā)展,而且對國家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成嚴重環(huán)境污染和氣候異常化石燃料造成嚴重環(huán)境污染和氣候異?；剂系氖褂靡鸬沫h(huán)境污染,排放的CO2會造成溫室效應,使全球氣候變暖.有關機構已向聯(lián)合國發(fā)出警告,如再不對CO2的排放采取嚴厲措施,在10年內,世界的氣候將產生不可逆轉的變化.我國的環(huán)境污染問題更是日趨嚴重,目前,我國CO2排放量占世界總排放量的14%,在美國之后位居第二,估計到2025年,將位居第一.在本世紀初聯(lián)合國關于環(huán)境污染的調查中,發(fā)現(xiàn)在世界上十個環(huán)境污染最嚴重的城市中,七個在中國.它們是太原,北京,烏魯木齊,蘭州,重慶,濟南和石家莊.4.21世紀世界能源發(fā)展趨勢世紀世界能源發(fā)展趨勢(1)節(jié)能技術將備受重視節(jié)能技術將備受重視節(jié)能就是提高能源利用率,減少能源的浪費.目前節(jié)能技術水平已是一個國家能源利用情況的綜合性指標,也是一個國家總體科學技術水平的重要標志.許多研究報告指出,依靠節(jié)能可以將能源需求量降低2530%.我國在能源利用方面的效率很低,我國的能耗很高,是世界平均水平的2倍,發(fā)達國家的5-10倍,因此更應重視節(jié)能技術,我國應該充分重視化石能源的高效利用.(2)世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革據預測,20世紀形成的以化石燃料為主的世界能源系統(tǒng)將在21世紀轉換成以可再生能源為主的新的世界能源系統(tǒng).在20世紀末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.據世界能源委員會(WEC)和國際應用分析系統(tǒng)研究所的研究報告認為,在20世紀上半葉,化石燃料仍將是世界一次能源的主體,但到21世紀下半葉,太陽能,生物質能,風能等新能源將占世界能源的50%左右.(3)煤炭將作為過渡能源而受到重視煤炭將作為過渡能源而受到重視由于石油和天然氣的儲量較少,而煤炭儲量相對較多,因此煤炭將作為一種過渡能源而在21世紀上半葉受到重視.主要發(fā)展的技術是潔凈煤技術,煤液化和汽化技術.(4)新化石能源的開發(fā)將得到強化新化石能源的開發(fā)將得到強化近年來發(fā)現(xiàn),在海洋300米深處有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的開發(fā)已經受到特別的關注.據估計,世界甲烷水合物的儲量可能超過石油,天然氣和煤炭儲量的總和.因此,甲烷水合物作為儲量巨大的未開發(fā)能源開始受到世界各國的高度重視.(5)核能的利用將進一步得到重視核能的利用將進一步得到重視據國際原子能機構統(tǒng)計,在20世紀末,全世界運行的核電站有436座,總發(fā)電量為3.5億千瓦.這些電站主要分布在美,法,日,英,俄等31個國家,近年來,由于擔心核電站運轉的安全性,核廢料對環(huán)境的影響和核技術擴散對世界安全性的影響,核能的發(fā)展在發(fā)達國家已有下降趨勢,但在亞洲地區(qū)仍有強勁的增加趨勢,我國準備在今后幾年內建造4座核電站.受控核聚變是一直受人們關心的技術,因為在海水中大約有23.4億萬噸氘,如受控核聚變技術在21世紀能得到應用,在21世紀末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的開發(fā)將越來越受到重視可再生能源的開發(fā)將越來越受到重視鑒于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起嚴重的環(huán)境污染和氣候異常,人們對新能源的開發(fā)越來越重視.其中水力能,地熱能,海洋能和風能的可利用資源有限,因此,太陽能,生物質能和氫能的利用將倍受關注.二.生物質能的利用1.生物質能的優(yōu)點.(1)生物質來源豐富地球上每年生長的生物質總量約14001800億噸,相當于目前世界總能耗的10倍,我國的生物質能也極為豐富,可作為能源開發(fā)的生物質能總量可達4.5億噸標準煤.加上生物質能可再生.因此,生物質能的高效,規(guī)模化利用可有效緩解世界能源供需矛盾.(2)生物質能可多途徑利用(a)直接燃燒.其熱能和蒸汽可發(fā)電,技術成熟,但效率低.(b)生物轉化.包括制沼氣和水解發(fā)酵制取醇類.生物質制甲醇和乙醇技術基本成熟,但生產成本較高.生物質制沼氣技術相當成熟.2002年全國已建1300多萬個沼氣池.(c)光熱轉化.通過氣化,裂解,光催化等技術,獲得氣,液體燃料來發(fā)電.(d)生物柴油.從油料植物提取植物油,經甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃燒效率高等優(yōu)點.(3)生物質能利用的環(huán)境污染少由于生物質利用過程中釋放的CO2是其生長過程通過光合作用從環(huán)境吸收的,所以生物質能的利用過程不排放額外的CO2,而對環(huán)境污染少.生物質能的利用還能降低污染.如可利用生物質熱解汽化技術處理生活垃圾等,可得到以甲烷為主的燃氣,實現(xiàn)垃圾的減量化,無害化,資源化.2.生物質能利用的問題2.生物質能利用的問題生物質能利用的缺點主要是生物質分布廣,大面積收集成本高,經濟的收集半徑在50公里以內,只適合建立小型,分散的生物質能利用系統(tǒng).而小型轉換系統(tǒng)的效率低,不提高生物質能的利用效率就不能獲得好的經濟效益,這是生物質能至今未能實現(xiàn)規(guī)?；瘧玫年P鍵問題之一.因此,如何在小型,分散體系實現(xiàn)能量的高效,清潔及規(guī)?；檬瞧惹行枰鉀Q的問題.三.太陽能的利用1.太陽能的優(yōu)點太陽能的優(yōu)點(1)太陽能來源豐富太陽能來源豐富太陽能來源豐富是眾所周知的,這似乎是一種用之不絕,取之不盡的能源.太陽內部不停地進行熱核反應,釋放出巨大的能量,輻射到地球上的能量只占起輻射總能量的極小部分,約1/22億,但地球每年接收的太陽能至少有6×1017千瓦小時,相當于74萬噸標準煤的能量.其中被植物吸收的僅占0.015%.可見,開發(fā)太陽能利用的潛力很大.(2)太陽能的使用沒有污染問題太陽能的使用沒有污染問題這也是眾所周知的,太陽能的使用基本上沒有污染問題.(3)太陽能可多途徑利用太陽能可多途徑利用(a)太陽能的熱利用.如太陽能熱水器,太陽灶,太陽能蓄熱池發(fā)電等.(b)太陽能發(fā)電.如太陽能電池和光電池.(c)光催化和光電催化制氫.主要用這兩種技術從水或生物質中制得氫氣.2.太陽能利用的概況太陽能利用的概況近年來,太陽能的利用發(fā)展很快,據1997年的數據,全球太陽能發(fā)電量已達800兆瓦.到2000年,日本已有7萬個住宅用上太陽能電池,美國和歐盟計劃在2010年前安裝100萬套太陽能電池.特別是把太陽能電池與屋頂瓦結合成光電發(fā)電系統(tǒng),目前歐洲已有300套,年發(fā)電量為1億千瓦.這種系統(tǒng)不但可供應清潔能源,而且美觀耐用,壽命可達25年.太陽能的熱利用發(fā)展更快.特別在我國,太陽能熱水器的年產值已達60多億元,居世界首位.3.太陽能利用的問題太陽能利用的問題開發(fā)太陽能利用的主要問題是如何提高太陽能的轉換效率,其次是降低成本,這對我國特別重要,目前我國生產太陽能電池的能力已達幾百兆瓦,但由于價格高,基本上都銷往國外.第三,一些技術,如光催化和光電催化制氫技術還沒成熟,沒有達到實用化的階段,應該抓緊這方面的研究和發(fā)展.四.氫能的利用1.氫能的優(yōu)點氫能的優(yōu)點(1)氫是自然界儲量最豐富的元素.(2)氫是除核燃料外發(fā)熱量最大的燃料.(3)氫燃燒生成水,是世界上最清潔的燃料.(4)燃燒性能好,可燃范圍大,燃燒速度快.(5)氫可用多種方法大規(guī)模生產.(6)氫的利用形式多,可通過燃燒發(fā)電,通過燃料電池發(fā)電等.2.對氫能利用的重視2002年加拿大舉辦了以"氫行星"為主題的第14屆世界氫能源大會.2003年在華盛頓召開15個國家和地區(qū)參加的"國際氫能經濟合作伙伴"會議.冰島計劃用40年時間將冰島建成"氫社會".布什將投資120億美元來促進氫能源的發(fā)展.過去5年,工業(yè)化國家在氫能開發(fā)領域的投入年均遞增20.5%.氫將取代天然氣,油和煤而成為未來世界的主要能源,進入氫能時代已成為近年來的熱門話題,21世紀將是氫能世紀.布什舉著使用氫燃料的照相機我國對發(fā)展氫能經濟也開始重視,參加了2003年在華盛頓召開的有15國家參加的"國際氫能經濟合作伙伴"會議.2004和2005舉辦了兩次關于氫能經濟的中美雙邊會議.今年一月,中國科學院院士局召開了關于"石油替代能源"的研討會,主要討論石油資源可持續(xù)性分析,石油的替代能源,氫能燃料和我國的石油替代能源.并要組織人員進行軟課題研究.3.氫能的問題3.氫能的問題(1)氫的價格氫的制備,儲存和運輸中的價格問題,是影響走進氫能時代的很關鍵的問題.要降低其價格,必須形成氫的制備,儲存和運輸的網絡.(2)廉價清潔的制氫技術問題(2)廉價清潔的制氫技術問題目前制氫效率很低,氫的制取要消耗大量的能量,因此尋求大規(guī)模的廉價清潔的制氫技術是各國科學家共同關心的問題.(a)化石燃料制氫:目前,96%氫從化石燃料制備,技術成熟,但要造成環(huán)境污染.(b)電解水制氫:技術成熟,但耗能多,價格高.一般每生產1立方米的氫氣,需要消耗4.2-6度的電能,其能量轉化率不到32%.(c)生物質制氫:有可再生,產量大,可儲存,碳循環(huán)等優(yōu)點,從中長期看是最有前途的制氫方式.目前生物質制氫效率低.(d)生物制氫:國內外在選育高效產氫菌株工作進展不快,制氫效率低.(e)風能制氫:用風能發(fā)電來電解水產生氫,技術上沒有問題,降低成本和風能發(fā)電量少是主要的問題.(f)太陽能制氫:該法還處在基礎研究階段,離商業(yè)化還有較遠的距離.(3)氫的儲運問題(3)氫的儲運問題氫的儲運技術主要解決儲運的安全性和成本,現(xiàn)在由于儲運技術不過關,因此浪費了許多氫.許多工業(yè)過程,如煉油,煉焦,氯堿,合成氨,合成甲醇及煤氣制造等多有大量的副產品氫氣,只是由于儲運技術的問題而不能被利用.我國每年放空和燒掉的氫氣至少在1010標立方米以上.因此解決氫的儲運問題也是走進氫能時代的一個很關鍵的問題.目前氫的儲運還有很大問題.(a)高壓儲氫:儲氫量少,只有1%左右,還有不安全的問題.(b)液氫儲氫:很不方便,儲氫設備大,蒸發(fā)損失大.(c)吸附儲氫:這是目前的研究熱點,但儲氫容量還較低,一般不超過2%.鎂合金儲氫在3%,但儲放不可逆.熱門一時的納米碳管儲氫也已沒有了希望,最終的儲氫量也只有1%左右.(e)化合物儲氫:放氫不容易.(4)燃料電池還沒有商品化用氫作燃料的燃料電池的出現(xiàn)是促進氫能利用的重要原因.近年來,由于化石燃料資源短缺和環(huán)境污染日趨嚴重,各國對燃料電池的研究十分重視.美國《時代周刊》把燃料電池列為21世紀十大高新科技之首,燃料電池已被認為是21世紀極具應用前景的一種新型能源系統(tǒng).雖然燃料電池有很誘人的優(yōu)點,而且燃料電池的發(fā)展已有100多年的歷史,但至今還沒有一種燃料電池已經真正商品化,因此,燃料電池何時才能商品化是一個與氫能利用密切相關的問題.4.反對氫能的意見4.反對氫能的意見(a)氫以化合物形式存在,制氫要消耗能源.它不是一種能源,而是能源的流通手段.(b)氫的泄漏會改變氣候.氫不可避免泄漏,泄漏量可達15%.泄漏的氫會在大氣形成水霧,它會象二氧化碳一樣,使天氣變暖.(c)現(xiàn)在一般用高壓氫作燃料電池燃料,氫的泄漏會產生很大的不安全性,手機等的火花就會使泄漏的氫發(fā)生爆炸.(d)冰島能做的,其他國家不一定能做,冰島的氫都是電解水制得的,因該國70%的電是由地熱和水電站產生的.(5)氫的清潔生產要用風能和太陽能.據估計,如用風能發(fā)電制氫,當風能發(fā)電量達到美國6%的用電量,風能發(fā)電機要占的面積要有半個加州那么大.(6)布什承諾投資120億美元用于氫能的研究是一個微不足道的投資.美國去年用于核能和礦物質燃料方面的研究經費大于氫燃料的研究經費.美國推行"健康婚姻"的預算就有150億美元.美國用于伊拉克戰(zhàn)爭的經費每月390億美元.(7)氫燃料電池價格昂貴.目前內燃機成本為每千瓦50美元,而氫燃料電池為800美元.估計大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氫站也要花費大量的資金.五.燃料電池加速氫能利用1.燃料電池的優(yōu)點.(1)燃料電池是一種高效清潔的能量轉換系統(tǒng),可降低環(huán)境污染和氣候異常.(2)燃料電池能高效利用生物質轉化產生的氣,液物質和氫作燃料,因此,能促進氫能的利用.(3)燃料電池的發(fā)電效率不受體系規(guī)模限制,小型燃料電池同樣能夠實現(xiàn)高效發(fā)電,適合于生物質分散性的特點.2.燃料電池定義燃料電池是一種不經燃燒直接以電化學反應的方式將燃料的化學能轉變成電能的裝置,只要連續(xù)供應燃料,燃料電池就能連續(xù)發(fā)電.3.原理陽極反應:H2=2H++2e陰極反應:1/2O2+2H++2e=H2O總的反應:H2+1/2O2=H2O4.燃料電池分類堿性燃料電池(AFC)(1)堿性燃料電池(AFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Ag,氧化劑:氧電解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作溫度:60-80oC用途:航天器和潛艇的動力源優(yōu)點:比能量和比功率高缺點:對CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料電池(PAFC)磷酸燃料電池(PAFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:98%磷酸工作溫度:200oC用途:家庭住宅能源和汽車動力源優(yōu)點:穩(wěn)定性好,已有商品生產缺點:用貴金屬作催化劑,價格高.(3)質子交換膜燃料電池(PEMFC)質子交換膜燃料電池(PEMFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含水的質子交換膜工作溫度:60-80oC用途:汽車和潛艇等的動力源優(yōu)點:比能量和比功率高,壽命長,應用范圍廣缺點:對CO敏感,價格高,800美元/千瓦,而內燃機50美元/千瓦.氫源問題.(4)直接甲醇燃料電池(DMFC)直接甲醇燃料電池(DMFC)陽極:催化劑:Pt合金,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含硫酸的質子交換膜工作溫度:60-80oC用途:可移動的小型電子儀器設備動力源優(yōu)點:比能量高,體積小問題:Pt對甲醇氧化電催化效率低,易被甲醇氧化中間產物毒化,甲醇會透過質子交換膜.(5)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)陽極:催化劑:Ni,燃料:氫陰極:催化劑:NiO,氧化劑:氧電解液:熔融碳酸鹽(NaCO3-LiCO3)工作溫度:600oC用途:發(fā)電站優(yōu)點:反應溫度高,不需貴金屬催化劑.可用含CO的燃料氣.壽命長.能量轉換率高,可達80%.問題:高溫下,電解液會腐蝕電極材料.壽命2萬小時,商業(yè)上要4萬小時.(6)固體氧化物燃料電池(SOFC)固體氧化物燃料電池(SOFC)陽極:催化劑:NiZrO2,燃料:甲烷,氫陰極:催化劑:NaCrO4等,氧化劑:氧電解液:ZrO2,CeO2等工作溫度:900oC用途:發(fā)電站優(yōu)點:不需貴金屬催化劑.壽命長.可用各種燃料氣.抗中毒能力強.能量轉換率最高,可達80%以