Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢工艺条件的研究

采用沉积沉淀法制备了Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,在连续流动的固定床反应器内,进行了二甲醚水蒸气重整制氢反应的研究,考察了还原温度、反应温度、系统压力、气体空速以及催化剂的粒径大小等工艺条件对Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢反应性能的影响。实验结果表明,较优的工艺条件为:催化剂还原温度为400℃,粒径为0.45～0.90mm,反应温度为350℃,常压,气体进料空速为3240mL.(gcat.h)-1。     

Cu/La2O3/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应

研究以并流共沉淀法制备Cu/La2 O3 /Al2 O3 系列催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢反应过程 ,考察了La2 O3含量、反应温度、水醇比、液体空速 (WHSV)等因素对催化剂活性的影响。结果表明 :催化剂表现出较好的低温活性、高氢气选择性和稳定性。La2 O3 质量分数为 15 % ,在 2 5 0℃反应时 ,催化剂活性表现最佳 ,甲醇摩尔转化率为94 .5 % ,氢气选择性为 10 0 % ,CO摩尔分数为 1.0 5× 10 -7。     

La2O3改进Ni/γ-Al2O3催化剂上沼气重整制氢

为了寻求制备氢气的可再生资源及减少沼气的排放量,用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3/γ Al2O3催化剂,用CH4/CO2体积比为1的混合气体模拟沼气,考察了还原温度、反应温度、空速等操作条件对该催化剂上沼气重整制氢性能的影响.并运用H2-TPR、TEM、TG-DSC等对催化剂进行了表征.结果表明:La2O3含量为6%的催化剂具有较好的综合性能;载体中掺杂适量La2O3能增加金属Ni的分散性,提高催化剂的可还原性及载体对CO2的吸附能力,从而改善了催化剂的活性及抗积炭性,使催化剂具有较好的稳定性.在100h的稳定性实验中,CH4及CO2转化率、H2及CO的选择性、H2/CO比平均值分别约为87.4%、88.8%、87.3%、93.8%及0.92.催化剂表面积炭速率非常低,仅为0.7279mg/(gcat·h).     

二甲醚水蒸气重整制氢的模型和数值模拟

为研究二甲醚的水蒸气重整制氢过程,设计了一种带有隔热套、瓦片式加热通道和催化反应床的重整反应器.建立了反应器的数学模型,并利用COMSOL软件对其仿真.试验研究了反应气体温度、水蒸气与二甲醚的物质的量比和反应器结构参数对二甲醚转化率、氢产率的影响.模拟结果显示了二甲醚水蒸气重整制氢过程中的各组分质量分布及不同温度、不同...     

二甲醚水蒸气重整制氢的模型建立和数值模拟

为研究二甲醚的水蒸气重整制氢过程,设计了一种带有隔热套、瓦片式加热通道和催化反应床的重整反应器。建立了反应器的数学模型,并利用COMSOL软件对其仿真。试验研究了反应气体温度、水蒸气与二甲醚的物质的量比和反应器结构参数对二甲醚转化率、氢产率的影响。模拟结果显示了二甲醚水蒸气重整制氢过程中的各组分质量分布及不同温度、不同水醚物质的量比下二甲醚转化率和制氢率情况,给重整器的研究提供了参考。通过试验验证了模型的可行性,获得了微型催化重整床反应器的设计数据。结果显示较高的进口温度可以提升反应速率,从而提高二甲醚转化率;水醚物质的量比的提高促进了正反应,加快了二甲醚的消耗,提高了二甲醚的转化率和氢产率。     

甲烷水蒸气重整制氢技术研究进展

甲烷水蒸气重整(SRM)是简单经济的制氢方法。对甲烷水蒸气重整工艺的反应过程机理进行归纳,分析了制约甲烷水蒸气重整发展的各个因素,重点从催化剂的研究制备及分离强化技术等方面进行归纳总结,简述重整反应器的结构及特性。研究表明,制备活性高、抗积碳能力强、稳定性好的催化剂和氢气的分离提纯是未来重要的研究方向。     

二甲醚重整制氢新型催化剂的制备及活性研究

针对二甲醚水蒸气重整制氢中两步反应的特点,制备了Cu-Mo_2C/Al_2O_3双功能催化剂.采用XRD、SEM、TEM及XPS等手段对该催化剂的形貌及结构进行表征.结果显示,Mo_2C及Al_2O_3均匀混合,催化剂表面疏松多孔;Cu粒子均匀负载,负载Cu之后催化剂粒径减小,催化活性增强.性能测试显示在400℃及450℃反应区间二甲醚的转化率最高,接近100%,H_2的生成速率最高能够达到1 482μmol/(min·g).导致催化剂活性下降的主要原因为反应系统中的水蒸气和Mo_2C之间反应使得催化剂的表面氧物种含量大幅增加,导致催化剂表面的活性位被表面氧物种覆盖.     

Mo2C/Al2O3的制备及其催化二甲醚水蒸气重整性能研究

通过浸渍沉淀法结合程序升温碳化法制备了Mo₂C/Al₂O₃复合催化剂,并应用于二甲醚水蒸气重整催化体系的研究。考察了二甲醚水解催化载体、水解功能组分Al₂O₃与重整功能组分Mo₂C的比例、反应物浓度对复合催化剂活性的影响。结果表明,β-Mo₂C与γ-Al₂O₃载体以Mo/Al = 1/1耦合后能够高效催化二甲醚重整制氢,其最佳进料水醚比为5,最适反应温度为400℃。     

Ni/KZSM-5催化剂的生物乙醇水蒸气重整制氢催化性能

采用浸渍法制备了Ni/γ-Al_2O_3,Ni/HZSM-5和Ni/KZSM-5 3种负载型催化剂,利用XRD,XPS,BET,NH3-TPD,CO2-TPD和H2-TPR等手段对催化剂的晶相、比表面积、酸/碱性等物化特性进行了表征,并通过固定床反应器对比考察了不同载体的Ni基负载型催化剂对乙醇水蒸气重整制氢的催化性能。实验结果表明:由于HZSM-5的酸性较强,Ni/HZSM-5催化剂不能有效催化乙醇水蒸气重整制氢,主要产物为乙烯;由于KZSM-5具有一定的碱性并有较高的比表面积,Ni/KZSM-5催化剂对乙醇水蒸气重整制氢表现出了较高的催化活性,当反应温度为450℃时,乙醇转化率为100%,氢气选择性达到65.0%,且反应积碳率仅为3.0%;由于载体的碱性较弱,导致产物中含有部分乙烯,降低了氢气选择性,从而Ni/γ-Al_2O_3催化剂的活性低于Ni/KZSM-5催化剂。     

甘油水蒸气重整制氢及其CO_2原位吸附强化的研究

文章采用共沉淀方法合成了不同配比的Ni O/Al2O3催化剂,采用固定床反应器研究了不同配比的催化剂对甘油水蒸气重整制氢的影响。通过气体产品含量、甘油及水蒸气转化率等指标的分析得出:甘油和水蒸气转化率及氢气产率在450~650℃时随温度升高而增加,其中Ni O/Al2O3(Ni O=27.43%,Al2O3=72.57%)催化剂由于Ni含量较高,表现出高制氢催化活性,其氢气产率在650℃时达到最高的12.7%,甘油转化率也达到最高值96.9%。进行CO2原位吸附的甘油重整吸附强化制氢时,得到了更高纯度的氢。进行多次循环再生实验时,随着循环次数的增多,由于吸附剂再生不完全,氢气纯度会随着循环次数增多有所下降。     

催化剂Ni/CeO2-ZrO2催化生物油水溶性组分重整制氢

利用固定床反应器对一系列自制催化剂Ni/CeO2-ZrO2和商业镍基催化剂Z417在生物油水溶性组分重整制氢反应中的催化性能进行考察,研究了活性金属Ni的负载量、反应温度、水油比对催化剂活性的影响.实验结果表明:Ni负载量为12wt％的催化剂Ni/CeO2-ZrO2在生物油水溶性组分重整制氢反应中表现出最佳催化活性,当反应温度为800C和水油比为4.9时,氢产率达到最大值67.8％,氢的选择性较高,为61.8％.     

微反应器内甲醇水蒸气重整制氢动力学研究

采用自制微型反应器和常规颗粒催化剂在常压、温度为450~550K、水醇比为1.1~1.3的条件下,通过沿反应通道控制催化剂颗粒梯级分布进行了甲醇水蒸气重整制氢的动力学测试。结果表明,重整产物中CO含量较低,可采用甲醇和水反应生成二氧化碳和氢气的单速率动力学模型;通过数据处理,得到如下动力学方程:rSR=3.72×1010exp(-1069762/RT)P0.C6H7302OHP0.3707H2O。F统计检验表明所得动力学模型的复相关指数大于0.9,且F统计量比置信域为99%的临界F统计量大10倍以上。所得动力学方程为实测中微型反应器的优化设计提供了数学模型基础。     

乙酸水蒸气重整制氢中载体组成对催化剂性能的影响

采用溶胶–凝胶法结合湿浸渍法制备了Ni/ZrO2、Ni/La2O3-ZrO2和Ni/La2O3催化剂,采用XRD、BET、TG及 H2-TPR等方法对催化剂的结构和性质进行了表征。通过生物油模型物乙酸水蒸气重整反应,探讨了载体组成对催化剂性能和积炭形成的影响。载体组分不同的Ni催化剂具有不同的Ni颗粒尺寸、孔结构和Ni–载体相互作用,这对乙酸水蒸气重整反应路径有重要影响。催化剂Ni/70wt%La2O3-ZrO2在乙酸水蒸重整反应中表现出较好的催化性能和稳定性,在反应时间10 h内,氢气产率保持在76.05%以上;同时,TG和XRD分析结果表明,Ni/70wt%La2O3-ZrO2具有较好的抗烧结能力和较低的积炭率。     

Fe-Ag/La_2O_3-ZrO_2催化乙醇水蒸气重整制氢

用草酸盐沉淀法制备La2O3-ZrO2复合氧化物载体,用浸渍法制备Fe-Ag/La2O3-ZrO2催化剂;用X射线衍射技术表征催化剂;考察了催化剂在乙醇水蒸气重整反应中的催化活性。结果表明,La含量较低的La2O3-ZrO2复合载体具有明显的四方晶相结构;Fe-Ag/La2O3-ZrO2催化剂在乙醇水蒸气重整反应中表现出良好的催化性能,气相产物中H2物质的量分数很高,CO和CH4物质的量分数很低;La,Ag,Fe含量影响催化剂的活性及选择性。在以(1Ag20Fe)20(2La8Zr)为催化剂,反应温度为823 K、乙醇与水物质的量比为1∶6,乙醇水溶液流速为0.1 mL/min的反应条件下,乙醇转化率达到95.7%,气相产物中H2物质的量分数为78.7%、CO的物质的量分数小于1.2%。     

Ni-Co双金属催化剂上沼气重整制氢宏观动力学

用传统湿式浸渍法制备La2O3掺杂的商业γ-Al2O3负载的沼气重整催化剂Ni-Co/La2O3-γ-Al2O3,通过对NiCo双金属催化剂上沼气重整制氢在常压下的宏观动力学分析,得出该催化剂上CH4与CO2消耗、H2与CO生成时的表观反应速率方程.通过改变进料中CH4与CO2的分压,求出各物质的反应分级数,确定总反应...     

Ni、Fe负载CaO催化剂作用下生物油模化物水蒸气催化重整制氢研究

采用浸渍法制备Ni/CaO、Fe/CaO、Ni-Fe/CaO催化剂,用于生物油模化物乙酸水蒸气催化重整反应.对反应前后催化剂进行BET、H2-TPR、CO2-TPD、XRD等表征.通过比较3种催化剂重整反应性能得出Ni/CaO催化剂具有最佳性能.进一步研究在Ni/CaO催化剂参与下反应温度、水碳比(S/C)、液时空速(...     

PtLaCe/Al2O3催化柴油自热重整制氢的研究

在柴油全分析的基础上,自行设计并组建了以带预热段的绝热管式反应器为核心的试验装置,研究了直馏柴油在PtLaCe/Al2O3催化剂上的重整制氢反应行为,并通过热力学分析及流程模拟等方法证实了柴油重整反应在自热状态下进行.     

车载燃料重整制氢及其在发动机上的应用

综述了车载燃料重整制氢技术的现状,详细介绍了二甲醚水蒸气催化重整制氢的原理及其应用。跟踪了车载燃料重整制氢——燃料废气重整再循环(Reformed Exhaust Gas Recirculation,简写为REGR)技术在发动机上的应用状况,并分析了二甲醚水蒸气催化重整对二甲醚发动机性能和排放的影响。     

焦炉煤气制氢与车载二甲醚重整制氢的能耗与CO_2排放对比

本文分别建立了焦炉煤气制氢与车载二甲醚重整制氢生产及运输过程的模型,分析了两个过程中的总能耗与CO2总排放情况。结果表明在中短途运输中,车载二甲醚重整制氢的总能耗与CO2总排放都远远小于焦炉煤气制氢;焦炉煤气制氢的三种运输方式的总能耗和CO2总排放在不同运输情况中各不相同,因此三种方式各有优势。利用这些对比结果,既能根据各种情况提供较为合适的制氢技术,又能降低其生命周期能耗、减少环境污染,具有重要意义。     

Ni-CeO_2/γ-Al_2O_3催化甲苯水蒸气重整的实验研究

以单质镍为活性组分、CeO2为助剂、γ-Al2O3为载体制备了Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂,以甲苯为生物质气化焦油模型化合物,在固定床反应器上进行催化水蒸气重整实验,考察了反应温度、水/碳摩尔比(S/C)和CeO2负载量对甲苯转化率、产气组成及积碳生成的影响。结果表明,Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂具有较好的催化活性和抗积碳能力;在反应温度为850℃,S/C为3时,使用Ni-CeO2(3%)/γ-Al2O3催化剂,甲苯转化率可以达到90.4%,经反应后的催化剂含碳量仅为0.42%。