Cu基催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢研究进展

归纳了Cu基催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应的三个不同催化反应机理。综述了催化剂制备方法对反应温度、甲醇转化率、氢选择性、CO选择性及氢产量等指标的影响。归纳了Cu基催化剂失活的主要原因为热力学烧结、积碳烧结、硫化物中毒和氯化物中毒等。讨论了不同载体对催化剂的结构和热稳定性的影响。     

天然气催化裂解制氢与熔融金属裂解制氢的技术分析

“双碳”背景下天然气裂解制氢越来越受到重视,有望成为未来天然气达峰后继续发挥天然气产业基础设施优势、与新能源融合发展的重要方向。国内外对天然气裂解制氢的研究集中在固定床催化裂解制氢技术方向,但面临催化剂积炭失活、生产不连续和工程化放大困难等问题,难以实现工业化。一种新型熔融金属天然气裂解制氢技术有望能够解决这些难题,使规模化天然气催化裂解成为可能。总结了目前天然气催化裂解制氢的研究现状,从技术原理、经济性与竞争力、工程化挑战与技术难点等方面介绍了熔融金属天然气裂解制氢技术。分析认为,熔融金属天然气裂解制氢能从原理上解决裂解制氢催化剂积炭失活、生产不连续的难题,有望成为天然气零碳排放制氢的突破方向,发展前景广阔。     

催化裂解甲烷制氢研究进展

综述了催化裂解法制氢的机理、方法、影响因素以及甲烷催化裂解和催化剂再生的匹配与循环。     

二甲醚重整制氢技术的研究进展

二甲醚重整对生产燃料电池用途的富氢原料气有重要意义。本文总结和评述二甲醚重整制氢技术的研究进展,包括二甲醚重整催化剂以及其失活机理等。指出低温高活性的双功能催化剂的开发,以及体积小、质量轻、快速启动、自供热二甲醚重整系统的研制是今后研究的主要方向。     

催化裂解过程及其裂解产物分布的影响因素分析

与传统的蒸汽裂解技术相比,催化裂解拓宽了裂解原料范围,能够提高低碳烯烃的产率和选择性,大幅度降低能耗,并可灵活调整产品结构。综述了裂解装置、原料性质、催化剂类型和操作条件等方面对催化裂解过程和裂解产物分布的影响,其中裂解原料和催化剂是两个最为关键的影响因素。     

生物油催化重整制氢过程中催化剂的失活与再生

对生物油在流化床反应器中催化重整制氢过程中催化剂的失活与再生进行了研究。对工业级镍基催化剂(w(NiO)=7.2%)的连续催化及循环失活再生研究表明,催化剂的比表面积、孔径及活性随催化剂失活次数的增加而降低。通过TG-DSC,XRD,SEM等技术分析催化剂失活的原因时发现,失活催化剂上有少量积碳,且随催化剂失活次数的增加而略有增加,但这不是催化剂失活的主要原因;催化剂失活主要是因为NiO晶粒在载体表面烧结长大、使其分散度降低造成的。     

天然气制氢技术研究进展

综述了甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化制氢、甲烷自热重整制氢以及化学链重整制氢等天然气制氢技术的进展,对催化剂的主要研究重点在于提升氢气的选择性、热稳定性、化学稳定性以及抗积炭性等性能。近年来,普遍以镍作为催化剂主体并运用不同的制备方式向其中添加助剂(Co,Rh,Cu等)和载体(ZrO_2,Al_2O_3,Co_(6-x)Mg_xAl_2等)以提升催化剂性能。将反应过程和分离过程集成、使碳捕集更为便利的化学链制氢技术更具发展前景,催化剂和载氧体的选择是该技术的关键,载氧体需具备低价、稳定、抗积炭以及高活性等性质。除催化剂以外,反应器的种类、原料中杂质的含量、反应加热时燃料的选择、产物中的碳捕集以及氢气提纯装置的选择均为天然气制氢领域的研究要点。     

制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢性能的影响

分别采用均匀沉淀法、沉淀法和浸渍法制备了Ni/Al_2O_3催化剂,在常压固定床反应器中评价了Ni/Al_2O_3催化剂在乙醇水蒸气重整制氢反应中的性能;采用X射线衍射和低温N_2物理吸附法对Al_2O_3载体和Ni/Al_2O_3催化剂进行了表征;考察了载体焙烧温度及时间、催化剂制备方法、Ni负载量和催化剂还原时间等制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂性能的影响。实验结果表明,以600℃下焙烧2 h的Al_2O_3为载体、采用浸渍法负载质量分数10.0%的Ni、在500℃焙烧1 h且在650℃下还原1 h的Ni/Al_2O_3催化剂的活性和选择性最好。在500℃、重时空速9 6 h~(-1)、水与乙醇的摩尔比为3:1的反应条件下,乙醇转化率达100%,产气速率为83.0 mL/min,H_2选择性为63.6%。     

Ni/ZrO_2催化乙醇水蒸气重整制氢

采用化学沉淀法制备了平均粒径分别为58.6nm和11.7nm的ZrO2载体,并采用湿法浸渍负载Ni,制备了负载量(质量分数)为15%的Ni/ZrO2催化剂,分别记为NZ-1和NZ-2催化剂。透射电子显微镜及X射线衍射表征结果显示,NZ-1催化剂的载体与活性组分颗粒间存在一定的团聚现象;而NZ-2催化剂的载体与活性组分颗粒间相互分散情况很好,且颗粒粒径处于同一水平,呈现出新型纳米构筑多功能催化剂的形态。程序升温还原及X射线衍射表征结果显示,两种催化剂的活性组分与载体间都存在一定的相互作用,且这种相互作用随载体粒径的减小而显著增强。在液态空速45h-1、常压、923K的条件下,两种催化剂都可高效催化乙醇水蒸气重整制氢,乙醇转化率为100%。NZ-2催化剂具有更好的催化稳定性,表明这种纳米构筑催化剂在乙醇水蒸气重整制氢中具有良好的应用开发前景。     

复合催化剂Ni-Cu/ZnO-TiO_2催化乙醇水蒸气重整制氢

利用共沉淀法制备了Ni/TiO2,Ni/ZnO,Ni/ZnO-TiO2,Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂,活性组分Ni及Cu含量均为2%(w);对催化剂进行了BET,H2-TPR,XRD,SEM-EDS表征及乙醇水蒸气重整制氢性能评价。实验结果表明,在水与醇摩尔比13、反应温度300～550℃、液态空速23.8 h-1的反应条件下,ZnO及ZnO-TiO2负载的Ni催化剂有较好的催化性能,当反应温度高于450℃时,乙醇转化率均达90%以上。在450～550℃,Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂的氢产率最高、CO选择性较低且稳定性良好,550℃时Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂上最大氢产率为3.49 mol/mol(每mol反应乙醇生产的H2的物质的量)。表征结果显示,Ni/ZnO,Ni/ZnO-TiO2,Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂的活性组分分散良好;采用复合载体ZnO-TiO2及添加第二种活性组分Cu,改善了Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂的性能;反应后4种催化剂上均有丝状炭生成,但未出现明显的烧结与团聚现象。     

生物质裂解油模拟物乙酸的催化重整制氢

选取乙酸作为生物质裂解油的模拟物,在600～900℃下进行蒸汽催化重整反应,研究了乙酸在Ni/Al_2O_3、Al_2O_3和Ni催化剂上的蒸汽重整行为。实验结果表明,在Al_2O_3催化剂中加入Ni可显著提高H_2收率,使反应向重整制氢的方向进行;在Ni/Al_2O_3和Al_2O_3催化剂上的乙酸重整反应中,通入蒸汽可提高H_2收率,而在Ni催化剂上的乙酸重整反应中,通入蒸汽对H_2收率影响不大。反应前后催化剂的BET和SEM表征结果显示,反应后催化剂的比表面积和孔体积明显降低,平均孔径增大,说明催化效率降低的原因是积碳覆盖了催化剂表面的活性位,堵塞了催化剂的孔道,特别是堵塞了微孔,导致催化活性逐渐丧失。     

天然气等离子体法制氢技术

传统的天然气蒸汽转化制氢方法在制取氢气的同时,伴随着大量的"温室气体"二氧化碳排放。本文介绍了等离子体技术及其在裂解天然气制氢气和炭黑方面的应用。由分析可知,高温下天然气裂解为氢气和炭黑是一个在热力学上有利的过程,该工艺减少了二氧化碳排放,减轻了环境污染;在产品成本和能耗方面也有竞争力。     

国外天然气制氢技术研究

简要介绍了国外拥有天然气制氢技术的公司及装置情况，对天然气制氢技术的工艺流程、制氢催化剂、制氢关键设备转化炉及制氢综合能耗进行了详细介绍，指出国内在天然气制氢技术方面存在的问题及今后的发展方向。     

pH计在水处理装置应用需注意的几个问题

随着工业的发展,在线质量仪表实现闭环控制和环境保护对水质要求的不断提高,ｐＨ计在水处理方面的应用越来越为广泛;但要用好ｐＨ计,实现真正意义上的质量跟踪,却不是很简单的问题,应预以重视。以往现场用的ｐＨ计,均因易破损,清洗周期短,维护工作量大而得不到广泛的推广应用。现在室外安装的ｐＨ计一般多采用金属电极,它解决了以往使用当中的易破损问题。但常因水质条件的不同,清洗效果的好、环,造成电极表面附着,而产生测量滞后和反应不灵敏等现象,影响了ｐＨ计测量的准确性。从我厂水处理装置上安装于不同介质环境下的２台…     

催化干气选择氧化制氢

采用固定床流动反应装置研究了在多组分 Ｎｉ 基催化剂上催化干气选择氧化制氢的反应性能。结果表明：在床层温度８６０ ℃,空速３ ．０ ×１０５ｈ － １ 时,干气中甲烷转化率９６ ．８ ％ ,乙烯、乙烷全部转化、 Ｃ Ｏ 选择性＞ ９０ ％ 。尾气中主要成分 Ｈ２ 占５４ ．０ ％ 、 Ｃ Ｏ 占３４ ．６ ％ ,若 Ｃ Ｏ 通过水蒸汽变换反应转化为 Ｈ２ ,则尾气中的总 Ｈ２ 量可达８８ ％ ,从而大大提高了催化干气的利用价值。     

Production of Light Olefins by Catalytic Pyrolysis of Heavy Oil

Catalytic pyrolysis is a promising technology for the production of light olefins. In this article, current advances in catalytic pyrolysis with respect to pyrolysis catalysts, technologies and reaction mechanisms are summarized. An experimental laboratory method, based on a confined fluidized bed reactor, has been used to study catalytic pyrolysis of Chinese Daqing atmospheric residue over three different catalysts: LCM-5, CEP-1, and RSCC-29. Analysis of pyrolyzed gases shows that product yields are strongly dependent on catalyst type. The optimal operating conditions vary with catalyst type, but in each case, the yields of total light olefins show maxima with increasing temperature. Pyrolyzed liquids are primarily aromatic components, indicating that the degree of catalytic pyrolysis is very deep. Hydrogen balance analysis shows that the catalytic pyrolysis of heavy oil is capable of producing light olefins with high hydrogen contents.