铁基氧载体化学链CO2重整CH4方法制备合成气

提出一种铁基氧载体（Fe₃O₄/FeO）化学链CO₂重整CH₄方法制备合成气。为评价该系统的性能,采用Aspen Plus软件对其进行过程模拟和热力学分析。以CH₄转化率、CO₂转化率、能源利用效率和产气氢碳比（H₂/CO）为评价指标,得到系统的优化运行条件,并研究各操作参数（包括各反应器的温度和压力、氧载体甲烷比和CO₂甲烷比）对系统性能的影响。结果表明：当系统处于优化工况时,得到CH₄转化率为97.91%、CO₂转化率为32.76%、能源利用效率为93.77%及产气氢碳比为0.93。该系统能有效利用CO₂和CH₄这两种温室气体获得较低氢碳比的合成气,利于二甲醚的高效合成。     

CO_2-O_2重整CH_4反应制备合成气的催化剂研究

针对CO_2-O_2联合重整CH_4反应制备合成气的催化剂进行了研究。首先以Zr、Ce无机盐为前体,采用溶胶-凝胶法和分步浸渍法制备ZrO_2-CeO_2载体,然后运用浸渍法制备负载型Ni催化剂,对载体的制备方法、焙烧温度、Ce/Zr比例及不同的活性组分对催化剂性能的影响进行了研究,再用BET和XRD等技术对催化剂进行表征。结果表明:在550℃下焙烧载体,以浸渍法制备的Ce/Zr=1/2,Ni负载量为9%的催化剂Ni/ZrO_2-CeO_2用于CH_4重整反应,可获得较高的转化率和稳定性。     

一种CH_4/CO_2重整制合成气催化剂的制备方法

正一种CH_4/CO_2重整制合成气催化剂的制备方法是将半焦浸没在双氧水溶液中密闭浸泡后得到混合物(A);将混合物(A)置于密闭的反应釜中进行水热反应,自然冷却后,在烘箱中烘干后得到改性半焦(B),将改性半焦(B)浸渍在助剂前躯体溶液中,烘干后在氮气氛围中焙烧,得到催化剂前躯体(C);将催     

压力对CH_4/CO_2重整制取合成气反应性能的影响

以 Ni/CeO_2-Al_2O_3为催化剂,考察了压力对 CH_4/CO_2重整反应的影响。实验结果表明,提高反应压力不仅使甲烷和二氧化碳的转化率降低,并由于积炭的加剧致使催化剂的失活速度加快。提高原料气中 CO_2与 CH_4摩尔比,气体空速,反应温度可以提高催化剂稳定性,减缓催化剂的失括速度。向反应体系中加入消碳能力强的 O_2同样可以提高催化剂稳定性。     

CH_4/CO_2重整制氢负载型催化剂的制备

本文以堇青石为载体,硝酸钴、硝酸镍、硝酸镁和硝酸铝为原料,采用共沉淀法制备出了CH_4/CO_2重整制氢负载型催化剂,考察了载体的预处理方式、制备过程p H、Ni-Co-Al-Mg配料比以及老化时间对于催化剂负载量和负载牢固度的影响。结果表明,对堇青石进行酸处理后,采用共沉淀法在pH=8~9,Ni-Co-Al-Mg物质的量比约为1∶2∶5∶9,老化36h左右的条件下可以制得负载量较高、牢固度较好的CH_4/CO_2重整制氢负载催化剂。     

CH_4/CO_2重整反应中压力的影响

<正>近年来,CH_4与CO_2反应（式1）制合成气,已成为化工和催化领域的国际研究热点。由于体系中CO分压很高,极易积碳,因而催化剂的失活是所有研究者面临的主要问题。一些研究者研制的催化剂可在几十至几百小时内不失活,但相当多是在高CO_2/CH_4比、高温或低压下获得的结果,这种条件的实际意义十分有限。实际生产时希望在接近反应（1）的计量进料比下操作,以获得满意的产物组成;希望在较低温度下操作,以降低能耗,或降低对反应器的要求;对于操作压力,由于原料均有一定压力,而且为了与合成气作为原料的后续生产过程相匹配,工业生产希望CH_4与CO_2反应能在一定压力下进行。     

CH_4/CO_2重整反应中Ni-Co双金属催化剂的研究进展

从实验和理论两个方面介绍了CH_4/CO_2重整反应中可能影响高活性抗积碳的Ni-Co双金属催化剂的因素。在实验方面,催化剂的制备方法,催化剂中每一种金属的含量、煅烧温度、还原气氛以及反应条件等因素都可能影响催化剂的性能。在理论计算方面,介绍了四种Ni-Co催化剂模型,分别是只包括活性组分的均相模型和表面偏聚模型,以及包含有载体的Ni-Co/Mg O和Ni-Co/Al_2O_3模型。只包含活性组分的均相模型上CH_4解离以及C和O的反应都会造成积碳;表面偏聚模型上C和O的反应能够消除积碳。可见表面偏聚模型更适合作为CH_4/CO_2重整反应的催化剂模型。而在包含载体的模型上只研究了CO_2的吸附。通过对文献的总结,希望理论和实践相结合,为重整反应催化剂的制备提供指导。     

热等离子体催化耦合重整CH_4和CO_2制合成气

常压下,利用实验室制备的Ni-Ce/Al2O3催化剂,进行了热等离子单独重整与热等离子体催化耦合重整CH4和CO2制合成气的实验研究。实验中,催化剂被放置在等离子体反应区,催化剂床层由高温等离子射流气体加热。固定原料气配比V(CO2)/V(CH4)=1、等离子体工作载气流量0.8 m3/h及放电功率3.5 kW不变,考察了原料气总流量对原料转化率、产物选择性、化学能效和催化剂积碳速率的影响;并探讨了助剂Ce在重整反应中的作用。结果表明:随原料气总流量的增加,CH4和CO2转化率降低,H2和CO选择性无明显变化,C2H2选择性和催化剂积碳速率增加。热等离子催化耦合重整比热等离子单独重整具有较高的原料转化率、H2和CO选择性、化学能效值和较低的C2H2选择性。     

Ni-Cu-Mo/Al_2O_3催化剂用于CH_4/CO_2重整的研究

甲烷和二氧化碳重整制合成气是有效利用二氧化碳资源的重要途径,对于环境保护和综合利用资源具有重大意义。文章采用浸渍法制备一系列不同镍钼质量比的Ni-Cu-Mo/Al_2O_3催化剂,通过固定床反应器考察不同Ni/Mo质量比和反应温度对催化剂性能的影响,并采用XRD,BET,SEM,CO_2-TPD技术对催化剂进行了表征。结果表明:催化剂的最佳反应温度是800℃,Ni/Mo质量比为0.75的催化剂表现出最好的催化活性。在800℃,空速182 m L/(g·min)的反应条件下,CH_4、CO_2的转化率分别为97.7%,99.1%,CO,H2的选择性分别达到94.4%,92.1%。     

钙钛矿型复合氧化物LaNiO_3的制备及其在CH_4/CO_2重整反应中的应用

采用溶胶-凝胶法制备钙钛矿型复合氧化物LaN iO3,采用XRD、TG-DTA作为表征手段,并且研究其在CH4/CO2重整反应中的应用。结果表明:经800℃焙烧,钙钛矿型复合氧化物的结构已经完全形成。在CH4/CO2重整反应中,H2/CO的比值总是小于1,这是因为存在逆水煤气反应。     

Mg、Ce修饰纳米Al_2O_3负载Ni催化剂对CH_4、CO_2重整反应制合成气的影响

考察了助剂Mg、Ce修饰的纳米A l2O3负载N i催化剂对CH4、CO2重整反应制合成气的反应性能影响,采用正交实验筛选催化剂。结果表明,N i含量在9%~13%时,催化剂表现出较好的活性;随Mg含量的增加,反应活性基本呈下降趋势,说明Mg降低了催化剂体系的反应性能;Ce的加入总体上提高了反应活性,但是当Ce含量为3%时,反应活性最好;从不经预还原实验和低温点反应实验推断出,CH4和CO2重整反应中关键反应步骤是CH4的裂解;助剂Ce有利于提高催化剂的稳定性,而Mg却会使催化剂的稳定性下降很快。     

旋转真空浸渍法制备NiO/MgO-γ-Al_2O_3催化剂用于CO_2/CH_4重整研究

采用旋转真空浸渍法和等体积浸渍法分别制备了NiO/MgO-γ-Al2O3催化剂RVIC和WIC。N2吸附实验表明,RVIC催化剂具有更大的比表面积。XRD结果表明,RVIC和WIC中的镍物种存在方式均为尖晶石NiAl2O4;TPR结果表明,两试样均在800℃处出现尖晶石NiAl2O4的还原峰,且RVIC的还原峰面积比WIC的大13%。还原后的XRD结果表明,RVIC的Ni晶粒尺寸仅为5.8 nm,小于WIC的7.3 nm。H2-TPR结果显示,试样RVIC活性组分Ni的分散度为0.491,大于WIC(0.116)。活性评价结果显示,RVIC的CH4与CO2最终转化率分别为98%与77%,远远高于WIC(CH4与CO2最终转化率分别为55%和40%)。240 h寿命实验结果显示,RVIC的CH4转化率高达100%,CO2稳定转化率超过70%。     

纳米Ni/MgO催化剂在CO_2重整CH_4反应中影响因素的研究

采用纳米Ni/MgO催化剂,在CO2重整CH4反应中,研究了还原温度、还原时间、反应温度、镍含量和空间速度等因素对反应的影响,结果表明,在适宜的反应条件下,纳米Ni/MgO催化剂具有很好的活性和稳定性。     

Ni-Co合金催化剂在CH_4-CO_2重整中的应用

采用等体积浸渍法制备了系列Ni-Co/γ-Al2O3合金催化剂,用于CH_4-CO_2重整反应,用固定床连续反应装置对催化剂进行了活性评价。结果表明,在还原温度900℃,Ni/Co摩尔比为1∶1～1∶1. 5时能较好地形成合金。Ni-Co合金的形成有助于提高催化剂在CH_4-CO_2重整反应中的活性和稳定性。当Ni/Co摩尔比为1∶1. 5时,CH_4、CO_2和总碳转化率达到最高,催化剂上积碳最少,反应50 h后不失活。     

CH_4-CO_2重整反应中工业技术的运用

甲烷-二氧化碳重整反应是当代研究的热点,目前对重整反应的研究有了新的进展,特别是近几年专家们利用非平衡等离子体、冷等离子体炬、介质阻挡放电等工业技术对重整反应进行试验,获得了可喜得成果,对这几种工业技术予以简述。     

Ni-Co合金催化剂在CH_4-CO_2重整中的应用

采用等体积浸渍法制备了系列Ni-Co/γ-Al2O3合金催化剂,用于CH_4-CO_2重整反应,用固定床连续反应装置对催化剂进行了活性评价。结果表明,在还原温度900℃,Ni/Co摩尔比为1∶1～1∶1. 5时能较好地形成合金。Ni-Co合金的形成有助于提高催化剂在CH_4-CO_2重整反应中的活性和稳定性。当Ni/Co摩尔比为1∶1. 5时,CH_4、CO_2和总碳转化率达到最高,催化剂上积碳最少,反应50 h后不失活。     

模板法制备载体γ-Al_2O_3对CO_2-CH_4重整镍基催化剂性能的影响

采用模板法制备了1#、2#、3#和4#载体γ-Al2O3,并与购买的γ-Al2O3进行对比,BET结果表明,载体的平均孔径在4.0nm左右,2#载体比表面积高达477m2/g,平均孔径仅为3.3nm;NH3-TPD结果表明,载体表面存在弱酸位和强酸位,2#载体表面酸性最弱。催化剂2#-C的XRD结果表明,其还原后的Ni晶粒尺寸最小,仅为5.8nm;H2-TPR结果表明,该催化剂存在结晶态NiO和NiAl10O16尖晶石,且NiO还原峰面积占总还原峰面积的86%。10h评价试验结果表明,2#-C催化剂不仅具有较高的活性和H2收率,且稳定性好。     

CO_2/CH_4分离膜研究进展

介绍ＣＯ２／ＣＨ４分离膜的开发背景及发展历史;ＣＯ２／ＣＨ４分离膜材料及相应的成膜技术,并提出ＣＯ２／ＣＨ４分离膜的发展方向。     

餐厨垃圾化学链气化制备合成气

利用溶胶凝胶法制备了Cu Fe2O4/ATP(凹凸棒土,attapulgite)载氧体,选取典型的淀粉类餐厨垃圾(大米和面食类厨余物)作为气化原料,在流化床反应器中对餐厨垃圾化学链气化制合成气进行了实验研究。通过考察操作温度、水蒸气流量和O/C摩尔比(载氧体释氧摩尔量与物料含碳摩尔量之比)对气化过程的影响,得到餐厨垃圾化学链气化的较优操作条件为:850℃、水蒸气流量1.0 g·min-1、O/C摩尔比0.5。在该操作条件下,合成气产量为0.822 m3·kg-1,H2和CO的平均浓度分别为45.74%和22.24%,碳转化率达到83.57%。经十次循环实验后,Cu Fe2O4/ATP载氧体晶相结构稳定,主要以Cu Fe2O4形式存在,载氧体局部轻度烧结,但仍具有优良的循环特性。     

制备类水滑石催化剂与DBD等离子体协同用于CH_4-CO_2重整反应

利用共沉淀法制备了不同Al/Ce比例的Ni-Mg-Al-Ce类水滑石催化剂,协同介质阻挡放电(DBD)等离子体用于甲烷-二氧化碳重整反应。同时,采用XRD,BET,XPS对催化剂进行表征和分析。实验结果表明:Ce的加入使催化剂中存在较多的Ce~(3+)与Ce~(4+),可形成更多的表面氧空位,有利于催化性能的提高。当Ce含量较高时,催化剂的比表面积更大,增加了原料气停留时间和等离子体中高能电子与原料气的碰撞机率。