生物质粗燃气自热重整调变的热力学分析

运用吉布斯自由能最小化方法对生物质粗燃气自热重整过程进行了热力学分析,研究了重整反应过程中的温度,O2/CH4摩尔比及焦油摩尔分数等因素对平衡产物组成的影响规律。研究结果表明:低温有利于CO歧化与加氢反应,而高温促进了CH4和CO2的转化,提高合成气H2+CO摩尔分数,降低H2/CO摩尔比。O2/CH4摩尔比的增加有利于生物质燃气从部分氧化反应向完全氧化反应转变,促进了CH4的重整反应而抑制了CO2的转化;O2/CH4摩尔比的增加降低了合成气H2+CO摩尔分数,降低了H2/CO摩尔比,在重整后的生物质粗燃气中,n(H2)/n(CO)≈1。积碳量随温度升高和O2/CH4摩尔比的增加逐渐减少,随着焦油(C10H8)物质的量的增加而增加。焦油物质的量增加提高了合成气中H2与CO摩尔分数,是重整反应的重要原料。优化的生物质燃气自热重整反应条件为温度1 023 K,O2/CH4摩尔比0.7,焦油摩尔分数<1%。     

用于燃料电池的甲醇水蒸气重整反应制氢的研究

研究了甲醇水蒸气重整制氢反应过程中各种因素对Cu/ZnO/Al2O3催化剂的活性和选择性的影响.结果表明:Cu/Zn比为2.0的催化剂在250℃反应时,催化剂效果较好,最合适反应条件是:压力0.1 MPa,温度250℃,n(H2O)∶n(CH3OH)=1.0～1.2,液体流速0.1 mL/min.在Cu/ZnO/Al2O3催化剂上,甲醇水蒸气重整、甲醇分解和水气转换反应随反应条件的不同而发生相互抑制或促进作用.     

基于链式循环二氧化碳重整的甲烷制甲醇过程?分析

二氧化碳重整制甲醇过程对碳源高效利用和环境保护具有重要意义,可作为替代传统高能耗、高排放水蒸气重整过程的途径。用AspenPlus软件模拟链式循环二氧化碳重整的甲烷制甲醇过程。结果表明,该过程的?损失主要集中在化学过程,占总?损的76.47%,其中燃烧反应与重整反应分别占41.62%和27.69%,而甲醇合成反应与水汽变换反应分别占3.55%与3.61%。与传统水蒸气重整制甲醇过程相比,在原料甲烷输入量一定情况下,二氧化碳重整制甲醇系统的重整过程比水蒸气重整过程?损失减少21.44%,水蒸气消耗量减少77.02%,整体系统二氧化碳排放量降低了25.89%,甲醇的产量提高了12.03%。随着重整反应温度的提高,?效率和甲醇产量均出现先升高、后平稳的趋势,并在980℃达到最大值。此外,较低的重整反应压力有利于提高甲醇产量。     

基于链式循环二氧化碳重整的甲烷制甲醇过程火用分析

二氧化碳重整制甲醇过程对碳源高效利用和环境保护具有重要意义，可作为替代传统高能耗、高排放水蒸气重整过程的途径。用Aspen Plus软件模拟链式循环二氧化碳重整的甲烷制甲醇过程。结果表明，该过程的?损失主要集中在化学过程，占总?损的76.47%，其中燃烧反应与重整反应分别占41.62%和27.69%，而甲醇合成反应与水汽变换反应分别占3.55%与3.61%。与传统水蒸气重整制甲醇过程相比，在原料甲烷输入量一定情况下，二氧化碳重整制甲醇系统的重整过程比水蒸气重整过程?损失减少21.44%，水蒸气消耗量减少77.02%，整体系统二氧化碳排放量降低了25.89%，甲醇的产量提高了12.03%。随着重整反应温度的提高，?效率和甲醇产量均出现先升高、后平稳的趋势，并在980℃达到最大值。此外，较低的重整反应压力有利于提高甲醇产量。     

甲烷自热重整制合成气热力学平衡分析

使用1stOpt2.5计算软件编程计算甲烷自热重整制合成气反应平衡组成,考察温度、原料比对体系组分平衡的影响。通过计算结果指出最适宜的反应条件,为甲烷自热重整制合成气催化剂的研究与开发提供热力学依据。     

CO_2加氢合成乙醇热力学分析及催化研究进展

综述了CO2的分子结构及性质、CO2加氢合成乙醇催化剂的催化性能和该反应的反应机理;还对CO2加氢合成乙醇反应进行了热力学分析,计算出不同反应条件下系统的平衡组成和CO2平衡转化率,并讨论了反应温度、压力及进料比对CO2平衡转化率的影响。结果表明,CO2平衡转化率随温度的升高而下降,增大反应体系的压力和采用高的氢碳比,对提高CO2平衡转化率有利。     

工艺条件对Ni/A12 O3和Ni/CeO2-A12O3催化剂在甲烷自热重整制氢反应中催化性能的影响

采用共沉淀法制备γ-A12O3载体和不同Ce添加量的CeO2-A12O3载体,然后用浸渍法制备Ni负载质量分数10%的Ni/γ-A12O3和Ni/CeO2-A12O3催化剂.在固定床微反装置中考察了反应温度、原料气配比和CH4空速等工艺条件对Ni/γ-A12O3和Ni/Ce30A170Oδ催化剂在甲烷自热重整制氢反应中催化性能的影响.结果表明,添加Ce的催化剂催化性能有较大提高,在Ni/Ce30A170O3催化剂上,反应温度750 ℃时,CH4转化率94.3%,与Ni/A12O3催化剂相比,提高20%.Ni/γ-A12O3和Ni/CeO2-A12O3催化剂的CH4转化率均随反应温度的升高而增大.原料气中n(O2):n(CH4)和n(H2O):n(CH4)的增加均能提高各催化剂的CH4转化率.但n(O2):n(CH4)和n(H2O):n(CH4)的变化对各催化剂的催化性能的影响不同.随着n(O2):n(CH4)的增大,产物中n(H2):n(CO)降低,n(CO2):n(CO CO2)升高;而n(H2O):n(CH4)增大时,产物n(H2):n(CO)和n(CO2):n(CO CO2)均升高.随着CH4空速的增加,Ni/A12O3催化剂上CH4转化率、n(H2):n(CO)和n(CO2):n(CO CO2)均较大程度下降;而在Ni/Ce30A170Oδ催化剂上,随着CH4空速的增加,CH4转化率、n(H2):n(CO)和n(CO2):n(CO CO2)变化不大.     

煤层气甲烷部分氧化与CO_2耦合重整制合成气

采用共沉淀法制备Ni-ZrO2和Ni-Ce-ZrO2催化剂,并用BET、XRD和TPR技术对催化剂进行了表征。研究了催化剂在煤层甲烷部分氧化与CO2耦合重整制合成气反应中的催化性能;考察了反应温度和原料气组成对反应的影响。实验结果表明,Ni-Ce-ZrO2催化剂在反应温度800℃、常压、空速52200 mL.h-1.g-1、CH4/CO2/O2/N2=1/0.8/0.2/0.8的条件下,CH4转化率为92%,CO2转化率为82%,生成合成气n(H2)/n(CO)=1,在100小时试验中催化剂的稳定性良好。     

高温煤气非催化氧化系统热力学分析

为了探索高温焦炉荒煤气(COG)制还原气的实验条件,运用HSC-chemical软件中的最小吉布斯自由能法,对焦炉荒煤气非催化部分氧化过程进行了绝热等压热力学计算.研究了荒煤气初始温度、H2O/COG和O2/COG比,压力对反应体系平衡组成的影响,综合考虑了体系绝热反应温度,有效气体产率,有效转化率,能耗等因素,得出适宜的操作条件为初始温度600℃,O2/COG,H2O/COG分别为0.20,0.186左右,压力为常压或微负压.此时焦炉荒煤气转化率约为99%,绝热反应温度约为955℃,有效气体产率接近90%,平均产H2约1.54 mol/mol,增氢2.55倍.分析了H2O/COG=0.186,O2/COG变化时平衡产物的生成规律.     

二甲醚水蒸汽重整制氢反应平衡组成模拟计算

对比了二甲醚水蒸汽重整过程中由外部供热和燃烧反应尾气供热两种方式下的热效率,并对体系进行了热力学分析,模拟考察了反应温度、压力、原料组成等因素对体系平衡组成的影响,探讨了二甲醚转化率、氢气和一氧化碳等产物的变化情况.分析发现,反应器温度在200 ℃,压力为0.1 MPa时可以获得最佳的原料转化率.研究认为二甲醚水蒸气重整制氢的副产物甲烷可显著降低氢气的含量,一氧化碳在高温、低水/二甲醚进料比的情况下产生.催化剂应具有选择性催化功能,同时应具有低温高活性.     

Au/La2O3/TiO2催化甲醇水蒸汽重整制氢

用沉积-沉淀法制备了Au/La2O3/TiO2催化剂,考察了制备条件和反应条件对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对催化剂进行了表征. 结果表明La2O3的加入可使催化剂催化甲醇水重整的催化活性明显提高,且明显降低产物气体中CO和CH4的含量,使氢气选择性明显增加. 当nH2O/nCH3OH=1.0、液体进料空速WHSV=3.42 h-1、反应温度为275℃时,Au/La2O3/TiO2催化剂催化甲醇水蒸汽重整制氢反应的效果最佳.     

CO2-H2O和CO2-H2O-NaCl 体系的相平衡研究进展

To study the feasibility of CO2 geological sequestration,it is needed to understand the complicated mul- tiple-phase equilibrium and the densities of aqueous solution with CO2 and multi-ions under wide geological condi- tions（273.15—473.15K,0—60MPa）,which are also essential for designing separation equipments in chemical or oil-related industries.For this purpose,studies on the relevant phase equilibria and densities are reviewed and analyzed and the method to improve or modify the existing model is suggested in order to obtain more reliable predictions in a wide temperature and pressure range.Besides,three different models（the electrolyte non random two-liquid（ELECNRTL）,the electrolyte NRTL combining with Helgeson model（ENRTL-HG）,Pitzer activity coefficient model combining with Helgeson model（PITZ-HG））are used to calculate the vapor-liquid phase equilib- rium of CO2-H2O and CO2-H2O-NaCl systems.For CO2-H2O system,the calculation results agree with the experimental data very well at low and medium pressure（0—20MPa）,but there are great discrepancies above 20MPa.For the water content at 473.15K,the calculated results agree with the experimental data quite well.For the CO2-H2O-NaCl system,the PITZ-HG model show better results than ELECNRTL and ENRTL-HG models at the NaCl concentration of 0.52mol·L ^-1 .Bur for the NaCl concentration of 3.997mol·L ^-1 ,using the ELECNRTL and ENRTL-HG models gives better results than using the PITZ-HG model.It is shown that available experimental data and the thermodynamic calculations can satisfy the needs of the calculation of the sequestration capacity in the temperature and pressure range for disposal of CO2 in deep saline aquifers.More experimental data and more accurate thermodynamic calculations are needed in high temperature and pressure ranges（above 398.15K and 31.5MPa）.     

C_3H_8(CO_2)-CO(NH_2)_2-H_2O_2-H_2O四元体系相平衡及其应用

为了回收利用湿法合成过氧化尿素后母液中的H2O2和CO(NH2)2,提出了气体盐析法回收有用物质的方法。采用等温法测定了15℃时CO2-CO(NH2)2-H2O-H2O2四元体系在不同压力下的相平衡数据,结果表明,CO2没有盐析分离效应。实验测定5,10,15℃时C3H8-CO(NH2)2-H2O-H2O2四元体系相平衡数据表明,C3H8具有明显的盐析分离效应,且随着C3H8气体压强的增加,平衡液相中H2O2和CO(NH2)2的质量分数降低。湿法合成过氧化尿素后母液在15℃时加入C3H8气体,可继续使过氧化尿素结晶析出,H2O2的收率可提高26.54%。     

低温甲醇脱碳工艺热力学模型和过程模拟研究

为了进行含高压气体和强极性物质的体系的低温甲醇脱碳工艺的模拟研究,建立相应的热力学模型.采用Soave-Redlich-Kwong(SRK)立方型状态方程,结合Huron-Vidal混合规则和非随机双流体Non-Random-Two-Liquid(NRTL)活度系数模型建立的热力学模型,从气体溶解度和气液平衡数据拟合获...     

悬浮床加氢脱硫尾气水蒸气转化制氢热力学

以悬浮床加氢脱硫尾气为水蒸气转化制氢原料,采用改进的原子序数矩阵法构建了包含6个独立反应的化学反应体系。分别考察各个独立反应在不同反应温度下,标准摩尔反应焓、吉布斯自由能变及平衡常数的变化规律;借助HYSYS流程模拟软件中的GIBBS反应器,研究反应器出口温度、反应压力及水碳物质的量之比对产物平衡组成的影响。热力学研究结果表明：烷烃碳数越高,水蒸气转化反应的平衡常数、吉布斯自由能变和标准摩尔焓对温度的敏感性越高,达到相同转化效果所需的反应温度越低。HYSYS模拟确定该体系下最适宜的反应条件为反应器出口温度700℃、反应压力100kPa、水碳物质的量之比4。     

Equilibrium calculations for direct synthesis of dimethyl ether from syngas

Thermodynamic analysis of single‐step synthesis of dimethyl ether (DME) from syngas over a bi‐functional catalyst (BFC) in a slurry bed reactor has been investigated as a function of temperature (200–240°C), pressure (20–50 bar), and composition feed ratio (H₂/CO: 1–2). The BFC was prepared by physical mixing of CuO/ZnO/Al₂O₃ as a methanol synthesis catalyst and H‐ZSM‐5 as a methanol dehydration catalyst. The three reactions including methanol synthesis from CO and H₂, methanol dehydration to DME and water–gas shift reaction were chosen as the independent reactions. The equilibrium thermodynamic analysis includes a theoretical model predicting the behaviour and a comparison to experimental results. Theoretical model calculations of thermodynamic equilibrium constants of the reactions and equilibrium composition of all components at different reaction temperature, pressure, and H₂/CO ratio in feed are in good accordance with experimental values.     

催化环氧乙烷氢甲酯化的催化体系研究

以Co2(CO)8为催化剂,甲醇为溶剂,在一定CO压力下,催化环氧乙烷氢甲酯化合成3-羟基丙酸甲酯。考察了不同配体、催化剂/配体的摩尔比、温度、CO压力、甲醇用量对环氧乙烷氢甲酯化反应的影响。得到较佳合成工艺条件为:咪唑为配体、n(催化剂)∶n(配体)=1∶1.5、反应温度75℃、反应压力6.0 MPa、V(甲醇)∶V(环氧乙烷)=5∶1。在该优化条件下,环氧乙烷转化率为92.24%,3-羟基丙酸甲酯收率达84.35%。     

Ni-Co/Al_2O_3催化乙醇水蒸气重整制氢性能研究

利用浸渍法制备Ni-Co/Al2O3催化剂,考察催化剂组成、反应温度、水醇比、液体空速对乙醇水蒸气重整反应的影响。结果表明,Ni-Co/Al2O3催化剂中Co含量的增加会提高氢气和一氧化碳的选择性,降低甲烷和二氧化碳的选择性,催化剂Ni7.5Co7.5催化性能最佳,450℃时乙醇转化率达到100%,氢气选择性为79.78%,二氧化碳选择性为91.89%。反应温度会影响乙醇水蒸气重整制氢反应中相关反应的权重和产物的分布。加大水醇比降低一氧化碳选择性,提高二氧化碳选择性;提高液体空速,加大一氧化碳选择性。Ni-Co/Al2O3催化剂反应前后发生明显的物相重构,Co3O4被还原成Co,Co与Ni共同起活性作用,Co3O4作为催化剂前体在乙醇水蒸气重整中显示出良好的活性。