二甲醚水蒸气重整制氢反应机理研究进展

综述了二甲醚水蒸气重整制氢反应机理的研究进展,详细介绍了二甲醚水解、甲醇水蒸气重整制氢反应机理,归纳了二甲醚水蒸气重整制氢反应动力学,在此基础上对高性能二甲醚水蒸气重整制氢催化剂进行了展望。     

二甲醚水蒸气重整制氢双功能催化剂研究进展

从提高催化剂酸中心、金属中心的利用率和调整酸中心与金属中心接近性三方面,综述了国内外二甲醚水蒸气重整制氢双功能催化剂的研究现状,重点阐述了助剂改性、载体改性、制备方法及反应器对双功能催化剂性能的影响,并展望了未来开发双功能催化剂的研究方向。     

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。     

二甲醚自热重整制氢热力学分析及实验

用GIBBS最小自由能法对二甲醚(DME)自热重整制氢过程进行了热力学分析,在绝热条件下计算了反应产物中各组分的体积含量随水醚比(1～6),氧醚比(0.2～0.8)和压力(0.1MPa～0.6MPa)的变化关系。结果表明:H2的体积含量随压力的增加呈降低趋势;在标准大气压下,H2的体积含量随水醚比和氧醚比的增大都呈先增后降低趋势。氧醚比不变的条件下,随着水醚比的增加,CO与CH4的体积含量呈降低趋势,CO2的体积含量呈增加趋势。最后,在自制实验台上进行二甲醚自热重整制氢的实验研究,将该实验结果与热力学分析结果进行了对比分析,结果证明用GIBBS最小自由能法分析得到的H2,CO,CH4和CO2的体积分数随水醚比的变化趋势与实验结果较为一致。     

柴油蒸汽重整制氢贵金属催化剂的研究进展

与部分氧化重整、自热重整相比,蒸汽重整相对温和,反应温度低,氢产率高,是柴油制氢的有效技术之一.贵金属催化剂因优异的催化活性在柴油蒸汽重整制氢的应用中备受关注.从催化剂的活性组分、助剂、载体、制备方法及催化剂失活等方面进行综述,指出通过添加助剂和开发制备方法及结合探索贵金属活性组分自身抗失活性质,可明显提高贵金属活性组...     

Cu-Mn-La/γ-Al_2O_3催化剂上二甲醚重整制氢的工艺条件研究

采用草酸盐胶态共沉淀-机械混合法制备了Cu-Mn-La/γ-Al2O3催化剂,将该催化剂用于二甲醚重整制氢反应,考察了反应温度、装填方式、水醚比等工艺条件的影响。测试结果表明,较好的工艺条件是:反应温度350℃,水醚比3,较好的装填方式是将两种活性组分机械混合后装填。在优化的工艺条件下,Cu-Mn-La/γ-Al2O3催化剂具有较好的催化活性和稳定性。     

二甲醚蒸汽重整制氢PdZn系催化剂

 采用沉积沉淀法制备了一系列 PdZn/ZrO₂催化剂。将其与二甲醚水解催化剂 ZSM-5/γ A1₂O₃机械混合后用于二甲醚蒸汽重整制氢反应。考察了 Pd 前体、Zn/Pd 摩尔比(n(Zn)/n(Pd))和还原温度对该催化剂催化性能的影响。结果表明,在以 PdCl₂为前体、n(Zn)/n(Pd)=6时制备的并经400℃还原的 PdZn/ZrO₂催化剂与 ZSM-5/γ-A1₂O₃质量比为2的 ZSM-5/γ-A1₂O₃水解催化剂组成的混合催化剂在二甲醚蒸汽重整中具有较高催化活性,二甲醚转化率和 H₂产率分别为56.8%和55.7%, CO₂选择性可达81.1%。     

烃类/醇类重整制氢的研究进展

综述了国内外近年来烃类和醇类重整制氢催化剂及制氢工艺的研究进展,讨论了不同原料(炼厂气、煤层气、液态烃、地沟油、甲醇、乙醇)和不同方式(水蒸气重整、部分氧化、自热重整、膜分离-反应耦合制氢等)制氢技术的特点。现阶段大宗氢气的生产依然来源于烃类水蒸气重整技术,烃类分解制氢和炭黑技术日益引起关注,膜分离-反应耦合制氢、甲醇的低温重整制氢以及一氧化碳的净化是重整制氢技术今后的主要发展方向。     

二甲醚水蒸气重整催化剂的研究

采用二甲醚水解活性组分与甲醇重整活性组分机械混合的方式,制备了一系列二甲醚水蒸气重整(DMESR)双功能催化剂。分别考察了不同二甲醚水解活性组分和甲醇重整活性组分对催化性能的影响,活性测试结果表明,γ-Al2O3是最佳二甲醚水解活性组分,CuMn复合氧化物是最佳甲醇重整活性组分。两者按适当比例混合而成的CuMn/γ-Al2O3双功能催化剂具有较好的DMESR综合性能,且其最佳反应温度为350℃。在常压、350℃时,DME转化率为98.1%,H2选择性为97.5%,H2收率95.6%。     

甲烷水蒸气重整制氢研究进展

氢气由于燃烧发热量高、储量丰富、环境友好,被誉为“21世纪绿色清洁能源”,近年来,甲烷水蒸气重整制氢方法备受关注。但是甲烷重整反应的复杂性及反应机理的不确定性是制约甲烷水蒸气重整制氢工业生产的重要因素。从甲烷水蒸气重整制氢过程、反应机理、热力学分析、催化剂种类以及反应器选择5个方面对重整过程进行了归纳与分析;阐述了甲烷水蒸气重整制氢过程中吉布斯自由能的变化趋势、工况参数对重整反应的影响规律、重整过程反应器的选择、重整反应过程的微观机理以及不同催化剂对重整反应的影响程度;全面总结了甲烷水蒸气重整制氢过程的变化规律;展望了甲烷水蒸气重整制氢的发展前景与研究方向。     

二甲醚水蒸气重整制氢过程的热力学分析

对二甲醚水蒸气重整制氢体系进行了热力学分析,考察了反应温度、压力、水醚进料比等因素对体系平衡组成的影响,探讨了反应体系达到热力学平衡时二甲醚转化率、氢气产物等的变化情况。分析发现,二甲醚平衡转化率分别随水醚比的增大和温度的增高而增大,随压力升高而降低;氢气组分含量分别随温度和压力的升高略有减少,随水醚比的增加先增后减。反应在水醚比为3～6、温度为200℃～300℃及压力为0.1MPa的条件下,可得到较高的氢气产率与选择性,较好的二甲醚转化率,副产物一氧化碳及甲醇含量较少。     

二甲醚部分氧化重整反应器的数值模拟与分析

为研究二甲醚部分氧化重整反应器内不同气体组分的分布情况,建立了描述反应器内复杂物理化学过程的二维数学模型。利用流体计算软件STAR-CD对模型进行了稳态计算,得到了反应器内不同混合气体组分体积含量的分布情况。为了验证模型的可靠性,在自行设计的试验台上测试了反应器内气体体积含量,经比较计算值与试验值吻合良好,因此模型能够较准确地预测反应器内气体组分的分布。应用数学模型研究了进气流速与燃空比对重整反应的影响,结果表明随流速的增加,重整气中二甲醚与空气的含量增加,氢气与一氧化碳的含量减少;在空气不足的情况下,随燃空比的增加,重整气中氢气与一氧化碳含量减少。     

微反应器内低碳醇水蒸气重整制氢研究进展

氢气是一种清洁、高效且在未来极具潜力替代化石燃料的可再生能源,但目前氢能在运输、储存过程存在的"氢脆"问题制约了其发展。在微反应器内连续、安全且高效进行低碳醇水蒸气重整制氢可为车载燃料电池和分布式加氢站供氢,对氢能替代化石燃料具有促进作用。对低碳醇水蒸气重整制氢反应机理、重整催化剂、微反应器内催化剂载体板以及低碳醇水蒸气重整制氢微反应器的研究进展进行了综述,指出了该制氢技术目前存在的问题,并针对性提出了未来该技术的研究方向。     

天然气水蒸汽重整商品催化剂上的沼气重整制氢

研究了将工业天然气水蒸汽重整催化剂Z118Y用于由等摩尔的甲烷和二氧化碳组成的模拟沼气的重整反应。考察了反应温度、空速、压力、还原温度及氧气含量对催化剂性能的影响。并运用BET、TG-DSC、TEM及H2-TPR对催化剂进行了表征。实验结果表明:还原温度对催化剂的活性及稳定性有很大的影响,反应气中适量添加氧气能提高甲烷转化率、一氧化碳选择性、H2/CO比、防止催化剂表面积炭并延长催化剂使用寿命。     

固定床合成气一步合成二甲醚复合催化剂失活现象的研究

在5MPa,255℃～285℃和空速1500h-1的反应条件下考察了合成气一步合成二甲醚Cu-Zn-Al/HZSM-5复合催化剂的稳定性及失活现象,并采用X射线衍射、热重分析、比表面积分析等方法对新鲜催化剂和使用1250h后的催化剂进行了表征。结果表明,在实验条件下,随着反应时间的延长,催化剂铜晶粒长大,比表面积减小是导致催化剂失活的主要原因。