Advances in H2 production from the aqueous-phase reforming of biomass-derived polyols：A review

生物质多元醇水相重整是一项正在发展的、很有前景的制氢技术。本文对近些年来涌现的生物质多元醇水相重整制氢研究进行了综述,讨论了多元醇水相重整反应热力学,介绍了反应动力学特征,并以此为基础对反应机理、催化剂体系以及工艺条件优化进行了总结。通过与蒸汽重整对比,指出了水相重整制氢技术的优缺点：优点是能耗低、工艺步骤较少、后处理简单;缺点是副反应多,收率低。最后,提出开发更为高效稳定的催化材料、降低催化剂制备成本和优化工艺条件将是未来研究工作的重点。     

甘油水相重整制氢研究进展

甘油作为生物柴油的副产物,当前的产能严重过剩。甘油制氢,尤其是通过水相重整（APR）制取可以供燃料电池直接使用的高品质氢气,是提高甘油附加值、降低生物柴油成本的重要途径和手段。本文简述了当前生物柴油及其副产物甘油的生产,阐述了甘油的水相重整制氢反应,详细介绍了甘油水相重整制氢反应的热力学和动力学影响因素。分别从催化剂的贵金属活性组分、非贵金属活性组分和载体等三方面对甘油水相重整制氢反应进行了详细的综述,最后提出了双金属催化剂可能具有优异的催化甘油水相重整制氢性能。     

生物质衍生物重整制氢研究进展

氢能是公认的较为理想的绿色能源,开发利用氢能不仅能摆脱对传统化石能源的长期依赖,还能解决能源短缺及环境污染问题,低成本且高效环保地制取氢气有利于中国能源结构转变与可持续发展战略的实施,其中利用可再生生物质衍生物重整制氢技术越来越受到人们的关注。从化学与能源角度出发,综述和评论了国内外以生物醇类、苯酚类、酸类三大主要生物质衍生物为原料重整制氢的研究,分析了这些生物质衍生物重整制氢的反应机理,集中阐述了催化剂和载体对重整制氢的作用效果,以及催化体系所面临的问题及改进办法。结合目前制氢发展着重于催化剂改性、载体优化、工艺改进等方面的研究趋势,提出未来可深入开发新型载体和助剂、丰富催化剂体系、整合各种制氢工艺的研究方向。     

苯酚液相原位加氢合成环己酮和环己醇

基于吸热的甲醇水相重整制氢反应和放热的苯酚液相催化加氢反应使用相同类型的催化剂,比较接近的反应温度和压力,且都在液相状态下进行的特点,提出在Raney Ni催化剂的作用下,将甲醇水相重整制氢反应产生的氢气原位地应用于苯酚加氢合成环己酮和环己醇的反应,实现了水相重整制氢和液相催化加氢两个反应的耦合。消除了传统方法中需要专门的氢气制备、存储和输送等环节,简化了工艺、降低了生产成本。通过这两个反应的耦合,甲醇水相重整过程中甲醇转化率和氢气选择性都得到明显提高;同时,在Raney Ni催化剂[JP2]作用下实现了苯酚的高选择性还原(环己酮和环己醇总选择性达99％以上),比传统的氢气还原法具有更好的效果。     

典型碳氢化合物水蒸气重整制氢研究进展

  烃水蒸气重整是目前获取氢能源的重要方法之一,而甲烷、汽油和柴油作为典型烃类原料可满足于不同规模氢能源的需求。本文重点从催化剂、反应工艺和反应机理及动力学三个方面对甲烷、汽油和柴油蒸汽重整制氢进行介绍和评述。指出甲烷重整制氢镍基催化剂的改性和反应器设计以及反应条件的优化是其必然的发展趋势,汽油和柴油重整制氢催化剂未来设计必须具备高抗硫性和抗积炭性。此外,需加强甲烷、汽油和柴油蒸气重整制氢的机理和动力学研究。     

乙醇催化重整产氢催化剂及催化反应机制

以乙醇为原料催化乙醇重整反应产氢由于具有效率高、毒性低以及乙醇可持续性生产等优点，被认为是一种极具工业化应用前景的制氢方法，但现存的乙醇重整反应催化剂存在催化效率和产氢选择性低、稳定性差等缺点，阻碍了乙醇重整制氢技术的广泛应用。本文主要综述了乙醇重整制氢金属催化剂的研究进展，着重阐述了金属元素种类、催化剂载体、反应温度和原料水醇比等对乙醇转化率和产物选择性的影响，归纳分析了乙醇重整过程中催化剂稳定性的影响因素和提高催化剂稳定性的方法和措施，并对乙醇重整制氢反应机制的研究工作进行了总结。基于乙醇重整产氢催化剂的研究现状，提出开发高效稳定催化剂的关键在于系统研究催化乙醇重整反应机制以及催化反应过程中催化剂与载体的协同效应对催化剂性能的影响。     

几种主要制氢技术的研究进展

叙述了几种主要的制氢方法,如醇类重整制氢、在催化剂的情况下光解水制氢、利用生物质制氢及硫化氢制氢等方法,对其发展、应用和性能等方面进行了综述,通过在对这几种方法比较的基础上,提出了今后制氢技术发展的主要方向。     

苯酚低温催化水蒸气重整制氢

以Raney Ni为催化剂,在温和条件下(523～723 K)实现了苯酚催化水蒸气重整制氢反应。研究表明,反应温度、液体空速和原料浓度等反应条件是影响苯酚转化率和H₂选择性的重要因素,较高的反应温度和较低的液体空速有利于提高苯酚转化率,但不利于提高H₂选择性。对比苯酚水相重整制氢过程发现,尽管水蒸气重整反应温度相对较高,且需要汽化原料使反应在气相中进行,但该过程具有比水相重整更高的H₂选择性(93%～100%)。此外,Raney Ni催化剂上苯酚水蒸气重整反应与现有的文献结果比较还具有反应条件温和、催化剂稳定性好(60h)以及CO含量低(CO/CO₂摩尔比为0.01～0.2)等优点。将该技术应用于工业含酚有机废水的资源化处理制备的H₂可以直接作为氢源使用。     

燃料电池中二甲醚重整制氢的研究进展

在简要介绍燃料电池电动车研究与发展的基础上,评述了在燃料电池上二甲醚重整制氢的现实意义.对比介绍了二甲醚制氢的2种方法二甲醚水蒸气重整和自热重整.二甲醚重整是车载燃料电池较为理想的氢源,其中选择合适的催化剂又是制氢反应的关键问题.综述了应用于二甲醚制氢反应的常用催化剂,包括这些催化剂的催化性能、反应条件、反应产物等,并对二甲醚制氢的催化机理和动力学分析进行了概述.最后展望了二甲醚制氢的重整反应器及研究工作的发展方向.     

烃类水蒸汽重整制氢研究进展

烃类水蒸汽重整是工业上大规模制氢的主要方法.综述了近十年来国内外烃类水蒸汽重整制氢技术的研究进展,重点从催化剂以及反应工艺方面进行介绍及评述,并指出烃类水蒸汽重整制氢的重点发展方向.     

吸附强化甲醇水重整制氢工艺条件研究

研究了吸附增强技术对甲醇水重整制氢过程的作用效果。对商业水滑石、Ca基吸附剂、负载型MgO吸附剂3种吸附剂进行了CO2-TPD考察。考察了反应温度、液空速、水醇摩尔比对甲醇水重整制氢的影响。在此基础上,选择Ca基吸附剂,利用响应面法,进行了吸附强化甲醇水重整制氢条件考察。研究结果表明,适宜的工艺条件为反应温度245~247℃,液空速0.30~0.31 h-1,水醇摩尔比3.15~3.19。在此条件下,与无强化的甲醇水重整制氢相比,氢产率为2.528 mol/mol,提高了32.77%,氢含量为92.1451%,提高了26.49%,氢产率相同则反应温度可降低57℃,是一条高效节能减排的制氢路线。     

甲醇水蒸气重整制氢研究进展

氢气需求的持续增长,带动制氢技术的不断进步。煤制氢技术投资较高,天然气制氢原料来源受到限制,电解水制氢成本较高。甲醇制氢投资适中,适合各种规模的制氢装置,铜基催化剂反应温度低,低温活性和氢气选择性好,价格低廉,因而甲醇制氢技术得到广泛应用。催化剂载体和助剂的改进研究,对工业催化剂的改进具有重要的指导意义。综述甲醇水蒸气重整制氢工艺、反应机理和催化剂,介绍了催化剂载体和助剂等方面的研究进展情况。     

甲醇水蒸气催化重整制氢技术研究进展

针对甲醇水蒸气催化重整制氢的应用背景,综述了甲醇水蒸气重整制氢的反应机理和动力学,对用于该反应的催化剂进行了总结分类,阐述了催化剂制备和反应阶段相关因素对催化剂特性的影响。在此基础上,指出甲醇水蒸气重整制氢技术研究与应用存在的问题与瓶颈,并对两种创新的研究--太阳能驱动的甲醇水蒸气重整制氢技术和甲醇重整制氢微通道反应器的开发技术进行了总结展望。     

吸附强化乙醇水重整制氢的工艺条件

采用吸附强化技术强化了乙醇水重整制氢过程。考察了温度、水醇比、液空速对无强化乙醇水重整制氢反应特性的影响,在此基础上研究了吸附强化乙醇水重整制氢反应特性。通过响应面法确定了吸附强化乙醇水重整制氢最优工艺条件为温度422～444 ℃、水醇比10.2～10.8、液空速0.13 h?1,在此条件下的氢产率为3.2 mol/mol,同比提高了51.7%,氢含量为88.91%,同比提高了22.9%,反应温度降低了178 ℃,降低了能耗,控制了CO2排放。     

Ni-Li/γ-Al2O3催化剂对丙三醇水重整制氢工艺条件优化

采用过量浸渍法,以γ-Al_2O_3为载体,Ni为活性组分,Li为助剂,制备Ni-Li/γ-Al_2O_3催化剂。考察了催化剂床层温度、水醇比、丙三醇液空速及夹带气流量对丙三醇水重整制氢工艺条件的影响,并对催化剂进行了BET、XRD及SEM表征手段。结果表明,当反应温度600℃、液空速0.36 h~(-1)、水醇比56时,氢产率可达5.066 mol/mol,说明Ni-Li/γ-Al_2O_3催化剂适用于丙三醇重整制氢工艺。     

甲醇水蒸气重整工艺的优化

甲醇在常温常压下为液态且具有极高的载氢密度，因而是一种较为理想的载氢介质。甲醇重整反应器的设计对于甲醇在线重整制氢燃料电池系统的设计具有重要意义。对于甲醇重整反应器，反应温度较高时重整气中CO浓度高，不利于后续的CO深度脱除；而反应温度较低时，甲醇转化率与液相空速低，会导致催化剂利用率低并且反应器体积较大。基于以上问题，本工作提出了一种由第一段300℃下等温重整和第二段300℃～220℃下绝热重整组成的两段变温重整工艺。基于Aspen Plus对该工艺进行了模拟研究，证明该工艺在理论上可以实现。然后通过固定床反应器进行实验研究，结果表明在甲醇完全转化的条件下，本变温工艺的甲醇液相空速为4.08h^-1，重整气中CO浓度为0.56%，重整制氢效率为108.98mL/(min·mL催化剂)。而220℃下等温重整工艺的液相空速为1.5h^-1，重整气中CO浓度为0.40%，重整制氢效率为44.89mL/(min·mL催化剂)。变温工艺可以在较大的液相空速下获得更高的重整制氢效率，降低催化剂用量，使重整器结构更加紧凑。同时，与300℃下等温重整工艺相比，...     

镧对镍基催化剂催化生物油模型物重整制氢的影响

以镍基催化剂为主体,镧为助剂,采用浸渍法制备负载型镍基催化剂,并用于固定床生物油模型物(乙醇)水蒸气重整制氢工艺。考察了La2O3的负载量、催化剂质量、反应温度以及催化剂重整反应时间对重整反应制氢的影响。实验结果表明,获得最高氢气产率的较优工艺条件为:La2O3的负载量为6%,催化剂质量为75 g,反应温度为700℃;镧助剂提高了镍基催化剂的稳定性。     

高铂小球制氢及预加氢开工总结

重整装置开工时不具备外供氢源,不能实现先开预加氢单元再开重整单元的顺序开工方案,采用石油化工科学研究院开发的开工制氢技术实现重整装置在没有外供氢源条件下的顺利开工。精制油制氢工艺过程是一个催化脱氢反应过程,其基本原理是原料油中的环烷烃在一定的反应条件及催化剂存在下,进行脱氢反应,生成同碳原子数的芳香烃及氢气。环烷烃的脱氢反应速度很快,因而可以采用比较低的反应温度和较高的空速。由于反应条件缓和,反应过程中加氢裂化等副反应很少,可以得到高纯度的氢气。     

汽油氧化重整制氢反应催化剂失活因素研究

对汽油氧化重整制氢反应催化剂失活因素进行了理论分析与实验研究 ,研究结果表明 :在进行反应中 ,催化剂表面积碳是造成催化剂失活的原因 ,为避免催化剂表面积碳 ,反应的最小水碳比应大于理论计算的最小水碳比。计算了在不同反应温度条件下的最小理论水碳比     

生物甘油化学链吸附强化重整的数值模拟

氢能的高速发展对大规模制氢方式提出了新的要求,生物柴油副产物甘油成为较有前景的制氢原料.基于流体动力学和反应动力学,对流化床生物质甘油化学链重整制氢系统进行模拟研究,分析了反应器内的颗粒和组分分布,考察了操作参数对反应产物的影响.研究结果表明:床层内颗粒呈现明显的稀相区和密相区.反应器底部甘油和水被迅速消耗.温度是影响...