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氢气、氢能与氢能系统术语(GB/T 24499-2009)
发布时间:2016/6/19 10:55:00
一、范围

本标准提出了氢气、氢能氢能系统技术及其应用的术语和定义。

本标准适用于氢气、氢能和氢能系统技术标准的制定,技术文件的编制,专业手册、教材和书刊等的编写和翻译。

二、通用术语

2.1

氢hydrogen

最轻的化学元素,符号H,原子序数1,原子量为1.008,是地球的重要组成元素。

2.2

氢能hydrogen energy

氢在物理与化学变化过程中释放的能量。可用于发电、各种车辆和飞行器用燃料、家用燃料等。

2.3

氢能系统hydrogen energy system

氢的制备、储存、输配和应用系统的总称。

2.4

氢能化学chemistry of hydrogen energy

研究氢的制备、储运及应用中的各种化学过程的科学。

2.5

氢经济hydrogen economy

一种以氢的生产、氢的运输、氢的储存、氢的转化、氢的应用,以及相关标准规范等要素构成的经济结构。

2.6

氢原子hydrogen atom

由一个质子和一个电子组成的原子。

2.7

氢分子hydrogen molecule

由两个氢原子通过化学键结合而成的分子。

2.8

氢离子hydrogen ion

氢原子失去电子后形成的离子。

2.9

氕protium

氢的同位素,用1H表示,质子数为1,是氢分子的重要组分,相对质子质量为1.0078。

2.10

氚deuterium

氢的同位素,用2D表示,有一个中子和一个质子,其相对质子质量为2.0141。

2.11

氚tritium

氢的同位素,用3T表示,有两个中子,质子数为1,其相对质子质量为3.01005。

2.12

正氢orthohydrogen

氢分子的一种同质异构体,分子中原子核的自旋方向是相同的(平行)。

2.13

仲氢parahydrogen

氢分子的一种同质异构体,分子中原子核的自旋方向是相反的(逆平行)。

2.14

氢键hydrogen bond

在氢的极性化合物中,氢原子吸引邻近的高电负性原子的孤对电子,而形成的分子内或分子间的相互吸引作用。

2.15

氢气gaseous hydrogen

以气态形式存在的氢分子。

2.16

压缩氢气compressed gaseoushydrogen

压力高于大气压的气态氢。

2.17

湿氢wethydrogen

在所处温度、压力下,水含量达饱和或过饱和状态的氢气。

2.18

液氮liquidhydrogen

液氢是以液态形式存在的氢气,是一种无色、透明的低温液体。正常沸点为20.38K,沸点时密度为70.77kg/m3。

2.19

固态氢solid hydrogen

气态氢的双原子分子凝结成的雪白固体絮状物,密度是80.7kg/m3(11.15K),熔点为14.01K。

2.20

氢低热值hydrogen low heat value

单位质量的氢完全燃烧,生成的水不凝结为液态水所放出的热量.氢的低热值为120.0MJ/kg。

2.21

氢高热值hydrogen high heat value

单位质量的氢完全燃烧,生成水也全部凝结为液态水放所出的热量。氢的高热值为141.86MJ/kg。

2.22

氢气扩散gaseous hydrogen diffusion

氢气随着环境状态的变化弥散、扩展和蔓延的过程。

2.23

氢气泄漏gaseous hydrogen leakage

氢气从密闭的系统、设备、管路渗出至外部的过程。

2.24

含氢气体hydrogen-contained gas

含有氢气的气体混合物。

2.25

氢提纯hydrogen purification

将含氢气体中的杂质去除,使氢浓度提高至规定值的工艺过程。

2.26

重水hydrogen-deuterium-oxygen

氢同位素氛和氧的化合物。

2.27

标准状态standard state

气体的标准状态是273.15K和1.01325×105Pa。

3氢气制备

3.1

重整制氢hydrogen production by reforming

对碳氢化合物原料在重整器内通过催化反应获得氢的反应方法。

3.2

水电解制氢hydrogen production bywater electrolysis

以直流电接人电解池电解水,获得氢和氧的工艺过程。

3.3

热化学制氢hydrogen production by thermochemical method

利用若干个化学反应藕合,在高温或较高温下,将含氢化合物分解制取氢气方法。

3.4

生物质热解制氢hydrogen production by biomass pyrolysis

生物质在反应器中完全缺氧或只提供有限氧条件下,制取氢气的工艺。

3.5

生物制氢hydrogen production by biology

利用微生物转化各类有机物质原料发酵制氢,以及绿藻、蓝藻等生物分解水制氢的方法。

3.6

核能制氢hydrogen production by nuclear energy

利用核能的热量与热化学反应祸合制氢。

3.7

太阳能光解水制氢hydrogen production by solar energy splitting water

利用太阳光的能量,通过光催化、光电化学或光生物学等过程分解水制氢的方法。

3.8

太阳能热化学制氮hydrogen production by solar-thermochemical method

利用太阳能的热量与热化学藕合制氢。

3.9

部分氧化制氢hydrogen production by partial oxiidation

碳氢化合物通过添加氧化剂进行不完全燃烧或不完全氧化分解,获得氢气的过程。

3.10

水电解制氢装置installation of hydrogen production by water electrolysis

以水为原料,电解制取气态氢,氧的装置,是水电解槽及其辅助设备组合的统称。

3.11

电解池electrolyte cell

组成水电解槽的基本单元,被称为电解池,单个电解池由阴极、阳极、隔膜和电解液构成。

3.12

隔膜diaphragm

将水电解槽电解小室分隔为阴极区、阳极区,并使产生的氢气、氧气分隔,防止氢气、氧气互相穿透,但离子可迁移。

3.13

固定式水电解制氢系统stationary water electrolysis system for hydrogen production

水电解制氢系统的各类设备、管道全部布置在厂房内或厂房外,用设备基础、管道支架固定设置的制氢系统。

3.14

移动式水电解制氢系统mobile water electrolysis system for hydrogen production

水电解制氢系统的各类设备、管道全部布置在一个或多个可移动或搬运的底盘(座)上。

3.15

变压吸附法pressure swing adsorption method(PSA)

利用固体吸附剂对不同气体的吸附选择性以及气体在吸附剂上的吸附量随其压力变化而变化的特性,在一定的压力下吸附,通过降低被吸附气体分压,使被吸附气体解吸,经过多次重复,使气体分离的方法。

3.16

变压吸附提纯氢系统hydrogen purification system by PSA

采用变压吸附法,从含氢气体中提纯氢气的设备系统。

3.17

甲醇转化制氢装置installation of hydrogen production by methanol reforming

甲醇和纯水为原料,采用催化转化工艺,在一定温度下将甲醇裂解转化制取氢的生产设备组合的统称。

3.18

氨回收率hydrogen recovery

利用变压吸附法提纯生产氢气时,产品氢气的体积流量与原料气体中所含氢气体积流量之比。

3.19

固定式的变压吸附提纯氢系统stationary hydrogen purification system by PSA

变压吸附提纯氢的各类设备、管道全部布置在厂房内或厂房外,用设备基础、管道支架固定设置的提纯氢系统。

3.20

移动式变压吸附提纯氢系统mobile hydrogen purification system by PSA

变压吸附提纯氢系统的各类设备、管道全部布置在一个或多个可移动或搬运的底座上;设备、管道均固定在相应的底座上。此类设备可以在厂房内或厂房外安装使用,若室外安装使用时应设防日晒、雨淋的防护设施。

4氢气储运、灌装

高压储氢hydrogen storage in high pressure tank

将氢气在10MPa-100MPa压力下充装在特制的压力容器中。

4.2

液态储氢hydrogen storage in liquid state

将温度降至20.43K以下,使氢气转变为液态氢的储存方式。

4.3

氢浆slush hydrogen

液态氢和固态氢的混合物。

4.4

物理吸附储氢hydrogen storage by physisorption

利用物理吸附原理,将氢气吸附在高比表面多孔材料中的储存方式。

4.5

金属氢化物储氢hydrogen storage in metal hydrides

利用某些金属或合金能够在一定氢压下吸氢生成金属氢化物的特性,将氢储存在金属或合金中的储存方式。

4.6

络合氢化物储氢hydrogen storage in complex hydrides

氢以络合体的形式固定在含共价氢键的络合氢化物中的储存方式,一般泛指铝氢化物和硼氢化物,如LiA1H4、NaA1H4、LiBH4、NaBH4等。亦称配位氢化物储氢。

4.7

化学氢化物储氢hydrogen storage in hydrides compound

特指能在温和反应条件下(如水解等)放氢的化合物以及除金属氢化物、络合氢化物和有机氢化物以外的氢化物储氢方式,如LiH2、CaH2、BNHx和LiNHx等。

4.8

有机液体储氢hydrogen storage in liquid organic hydrides

利用某些不饱和有机化合物(如烯烃、炔烃或芳香烃等)与氢气进行可逆加氢和脱氢反应来实现氢气储存的技术。

4.9

氢气罐gaseous hydrogen container

用于储存氢气的定压变容积(湿式储气柜)及变压定容积的容器的统称。

4.10

大容积氢气储气瓶gaseous hydrogen storage tube

单个储气瓶水容积大于500L,工作压力10MPa-100MPa,用于储存氢气的压力容器。

4.11

固定式氢气储罐stationary hydrogen storage container

固定安装的高压、中压氢气储气压力容器,配带有必要的安全装置、压力和温度检测、显示仪器等。

4.12

氢气储气瓶组gaseous hydrogen storage tube bundle

以若干个高压储气瓶组装为整体储气系统的氢气储气设施,配带相应的连接管道、阀门、安全装置等。

4.13

钢瓶集装格gaseous hydrogen cylinder bundle

由专用框架固定,采用集气管将多只气体钢瓶接口并连组合的气体钢瓶组。

4.14

氢气长管拖车tube trailers for gaseous hydrogen

由若干个大容积高压氢气瓶组装后设置在汽车拖车上,用于运输高压氢气的装置,配带相应的连接管道、阀门、安全装置等。

4.15

车载高压氢气罐on-board hydrogen storage tank

氢能车辆上用于储存气态氢气,工作压力10MPa-100MPa的压力容器。

4.16

液态氢气储罐cryogenic tank for liquid hydrogen

用于储存液态氢的低温容器,一般由内胆、外壳体、绝热结构及连接用机械构件、测量仪表、安全设施,液、气注人和排出配管、附件等组成。

4.17

实瓶solid cylinder

存有气体充灌压力下的气体容器。

4.18

空瓶empty cylinder

无内压或留有残余压力的气体容器。

4.19

氢气站hydrogen station

包括氢气发生设备、灌充设备、压缩和储存设施、辅助设施及其建筑物或场所的总称。

4.20

供氢站hydrogen supply station

不含氢气发生设备,以瓶装和/或管道供应氢气的建筑物或场所的统称。

4.21

氢气加氢站hydrogen filling station

为氢能汽车或氢气内燃机汽车或氢气天然气混合燃料汽车储气容器充装车用氢燃料的专门场所。

4.22

加氢加油合建站gasoline and hydrogen filling station

既为汽车油箱充装汽油、柴油,又为燃料电池电动汽车或氢气内燃机汽车储氢瓶或氢气天然气混合燃料汽车储气瓶充装车用氢气或氢气天然气混合燃料的专门场所。

4.23

加氮加天然气合建站hydrogen and CNG filling station

既为汽车的储氢瓶或储气瓶充装氢气或氢气天然气混合物燃料,又为汽车的储气瓶充装天然气的专门场所。

4.24

加氢岛hydrogen filling island

用于安装加氢机或氢气天然气混合燃料加气机的平台。

4.25

氢气压缩机间hydrogen compressor room

设有氢气压缩机的房间。

4.26

加氮机hydrogen dispenser

给汽车储氢瓶(罐)充装氢气,并带有控制、计量、计价装置的专用设备。

4.27

移动式氢气压缩机组portable hydrogen compressor unit

氢气压缩机及其辅助设备、电气装置、连接管线等全部布置在一个或多个可移动或搬运的底座(盘)上。

4.28

氢气压缩机hydrogen compressor

对氢气进行压缩的单级或多级压缩机。

4.29

氢气增压器hydrogen booster

将氢气压力从气源压力经单级或多级增压器增压至所需压力的压缩装置。

4.30

氢气汇流排hydrogen manifolds

采用钢瓶气体供应氢气用的汇流排组等设施。

4.31

放空排气装置vent unit

用于放空氢气站或加氢站的设备、管路系统的氢气或氢气天然气混合燃料或其他气体燃料的排气的专用装置。

4.32

冷凝水排放装置condensate drain unit

用于氢气站的设备、管路系统排放冷凝水的专用装置。

4.33

拉断闷break away coupling

在外力作用下可被拉断为两节,但拉断后具有自密封功能的阀门。

4.34

压力调节器pressure regulator

用于调节控制出口压力的均匀稳定和保持在设定压力范围的装置。

4.35

蒸发器vaporizer

可接收液态氢并加一定热量,使液态氢汽化为气态氢的非容器装置。

4.36

环境蒸发器ambient vaporizer

热源取自大气、海水或地热水的蒸发器。

4.37

加热蒸发器heated vaporizer

热源取自燃烧、电力或废热的蒸发器。

4.38

质f流f计mass flowmeter

流量计检测元件的输出信号直接或间接反映流体质量流量的计量装置,质量流量计的输出信号与流体的物理性质如压力、温度、密度等无关。

5氢能应用

氢能综合能源系统integrated energy system of hydrogen energy

风能、太阳能、潮汐能等构成的可再生能源一氢能一燃料电池发电、供热的能量供应系统。

5.2

氢燃烧器

燃烧氢气的器具,结构主要有用于高温(1200℃以上)的改进空气吸人型和用于低温(500℃以下)的催化燃烧器。

5.3

氢催化燃烧catalytic hydrogen combustion

在催化剂存在时将氢气完全氧化,是一种无火焰的燃烧,可以在较低温度下发生。

5.4

氢内燃机hydrogen internal combustion engine(HICE)

使用氢气为燃料的内燃机。

5.5

氢能飞机hydrogen powered aircraft

以氢为燃料的飞机。

5.6

氢发动机hydrogen powered engine

用氢作为燃料的发动机。

5.7

氢姗料汽车hydrogen powered vehicle

用纯氢气或含氢气的混合物作燃料的汽车。

5.8

分布式电站distributed power station

分散的靠近用户的中、小电站,可以同时供应电力和热量。

5.9

氢气透平hydrogen turbine

以氢为燃料的旋转式动力转换机械。

5.10

氢氧切割机hydrogen-oxygen cutter

利用氢和氧化学反应时产生的极高温度的火焰切割金属的装置。

5.11

燃料电池fuel cell

将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置。

5.12

固体氧化物姗料电池solid oxide fuel cell(SOFC)

以固体氧化物为电解质的燃料电池,工作温度通常为800℃-1000℃。

5.13

低温固体氧化物燃料电池low temperature solid oxide fuel cell(LTSOFC)

工作温度在600℃以下的固体氧化物燃料电池。

5.14

熔融碳酸盐燃料电池molten carbonate fuel cell(MCFC)

以熔融碳酸盐为电解质的燃料电池。

5.15

磷酸燃料电池Phosphoric acid fuel cell(PAFC)

以磷酸(H3PO4)为电解质的燃料电池。

5.16

质子交换膜燃料电池proton exchange membrane fuel cell,PEMFC(PEFC)

以质子交换膜为电解质的燃料电池。

5.17

直接甲醇燃料电池direct methanol fuel cell(DMFC)

以质子交换膜为电解质,并且以甲醇直接在阳极上发生电化学反应的燃料电池。

5.18

碱性燃料电池alkali fuel cell(AFC)

以碱溶液或碱性离子交换膜为电解质的燃料电池。

5.19

可逆式燃料电池reversible fuel cell(RFC)

一种既可将燃料与氧化剂的化学能转化为电能,也可以用于电解水制氢的电化学反应装置。

5.20

燃料电池发动机fuel cell engine

用于车辆、航空航天和水下等装置作为驱动动力电源和辅助动力的燃料电池发电系统。

5.21

  燃料电池发电机fuel cell generator

用燃料电池模块作为主要发电单元的发电系统。

5.22

质子交换膜proton exchange membrane

由高分子材料和离子交换基团构成,它有选择性地允许氢离子在燃料电池或电解液内运动。

6氢能系统安全

6.1

爆炸极限limit of explosion

在一定温度和压力下,可燃气体的蒸汽与空气或氧气混合,在一定浓度范围内才能被点燃并爆炸。该混合气中可燃气体的浓度范围被称为爆炸极限。

6.2

阻火器fire arrester

阻止火焰通过的装置,采用狭小孔隙、熔化阻隔、水隔离等阻止火焰通过的原理设计、制造。

6.3

冲击波blast wave

冲击波是一种强扰动的传播,是一种介质状态突跃变化的传播。气体爆炸产生的冲击波是立体的,以爆炸为中心,以球面的形状向外扩张,气体爆炸的能量越大,冲击波强度也越大。

6.4

爆燃deflagration

可燃混合物从一种状态迅速转变为另一状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生巨大声响的现象。爆燃的特征是传播速率可达每秒几百米。

6.5

爆轰detonation

可燃气体混合物的组成和预热条件适宜时,在极短的时间内产生极高的压力的现象。爆轰过程的

传播速率高达2000m/s以上。

6.6

着火点或燃点ignition point

可燃物质在外部热源的作用下,使温度升高,当该可燃物质开始燃烧时的温度值。

6.7

熄火flameout

氢能系统氢火焰的熄灭导致氢未被燃烧送人大气。这个过程也可以叫做“释放”。

6.8

最小点火能量minimum ignition energy

在一定的温度和压力下点燃特定的可燃气体混合物所需要的最小能量。

6.9

引火源ignition source

引发可燃物质的着火燃烧爆炸的物质。引火源有明火、高热物和高温表面、电气火花、静电火花、冲击与摩擦、绝热压缩、化学反应热、光线和射线等。

6.10

泄压装置pressure relief device

用于防止系统设备、容器内的压力超过预先设置值的安全装置。防爆泄压装置包括安全网、爆破片和放空管等。

6.11

安全网阳fety net

用于防止系统、设备、容器内压力超压发生物理性爆炸的安全装置。

6.12

爆破片blasting piece

用于排出设备、容器内发生压力失控或化学性爆炸时产生的超高压力的膜片式安全装置。

6.13

放空管vent pipe

用于系统、设备、容器内,紧急吹扫、置换吹扫或超温、超压时排放物料的安全装置。

6.14

不燃烧体non-combustible component

用不燃材料做成的设备、管道和建筑构件。

6.15

熔栓阀thermal activated pressure relief device

用于防止复合材料瓶过热超压的装置,当温度超过设定值时能够打开并让瓶内气体放空。

6.16

吹扫置换purge

开车或停车时吹除系统设备中的不纯物、空气、可燃物等的过程。

6.17

熄灭距离quenching distance

为阻止火焰在可燃气体混合物中传播所需要的间隙大小。

6.18

明火地点open flame site

室内外外露的火焰及赤热或炽热表面的地点。

6.19

散发火花地点spray flake spot

操作中的砂轮、电焊、气焊(割)、非防爆电气开关、有飞火的烟囱等地点。

6.20

可燃气体报替装置combustible gas detector

用于可燃气体制备、储运、灌装、使用场所,检测有无泄漏和可燃气体浓度,并按设定值进行报警、连锁控制的安全装置。

6.21

氢渗透hydrogen permeation

氢穿过结构材料,而导致氢的释放。

6.22

爆炸下限lower explosion limit

可燃气体与空气或氧气组成的混合物,遇火源即能发生爆炸的最低浓度。

6.23

氢腐蚀hydrogen attack

在一定温度、压力的氢环境内,钢中的碳与氢反应形成甲烷气泡的现象。

6.24

氢脆hydrogen embrittlement

氢进人金属材料后,局部氢浓度达到饱和时,引起金属塑性下降、诱发裂纹或产生滞后断裂的现象。

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