多组分生物油吸附强化重整制氢的热力学分析

文章采用HSC Chemistry软件进行多组分生物油重整制氢(包括普通重整和吸附强化重整)过程的热力学分析,研究反应温度、S/C和Ca/C对氢气浓度和氢气产率等指标的影响。研究结果表明:两种重整制氢过程的氢气产率和氢气浓度均随着S/C的增大而增大,但在S/C3后增幅不再明显;当S/C=3时,普通重整制氢过程的氢气产率和氢气浓度均仅为70%左右,最佳重整反应温度高达830℃;加入吸附剂CaO后,吸附强化重整过程的氢气产率和氢气浓度较普通重整制氢过程有大幅提升,且最佳重整反应温度显著下降,当S/C=3时,最佳重整反应温度为480℃,氢气产率和氢气浓度分别为97.2%和99.7%。     

掺钾硅酸锂吸附强化乙醇水蒸气重整制氢

针对吸附强化乙醇水蒸气重整(SE-SRE)制氢技术,通过热力学分析和制氢实验,研究了硅酸锂加入乙醇重整的效果,并结合多种表征手段分析了掺杂K对硅酸锂的影响,进一步用实验方法探究了多种工艺条件对以掺钾硅酸锂为吸附剂的SE-SRE系统的影响及该系统的循环稳定性.结果表明,硅酸锂加入乙醇重整提高了氢气产率,适量掺钾能改善硅酸锂的结晶度和孔隙特性,提升其吸附性能.SE-SRE系统的最佳工艺条件是:温度为525℃,空速为0.9 m L/(g·h),水醇体积比为8∶1,催化剂与吸附剂配比为1∶3,经过10次循环后SE-SRE系统仍能保持较高的二氧化碳吸附活性和氢气产率.     

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。     

生物质高温气化重整制氢实验研究

在自行设计的固定床气化炉实验台上开展序批式进料模式的生物质(白松木屑)高温气化实验研究,重点考察反应温度、水蒸气流率以及物料粒径等不同工况条件对生物质气化产气特性的影响,实验结果表明,在800~950℃的范围内,每千克白松木屑的氢产率为21.91~71.63g H2。不同水蒸气流率下H2平均浓度变化不大,CO平均浓度随水蒸气流率的增加略有增大,气体平均热值在11.87~12.04kJ/m3内变化。实验条件下水蒸气流率为20.2g/min时的氢气产率最大。随着生物质给料粒径的减小,气体产率和气化效率均减小。     

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...     

滑动弧等离子体协助甲烷蒸汽重整制氢

采用甲烷为主要原料,在常温和常压条件下,利用滑动弧等离子体放电技术,进行了甲烷与空气、水蒸气重整反应的试验。试验研究了过量空气系数、反应气流量和水蒸气含量等参数对甲烷与空气、水蒸气重整反应的影响,并对重整副产物进行了分析。试验表明,当过量空气系数为0.8时,氢气选择性最高可达到45.9%;反应气流量达到14L/min时,单位氢气生产成本最低;在反应气中加入一定量的水蒸气,有利于重整反应的进行。     

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...     

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。     

反应机理分布对甲醇蒸汽重整制氢过程的影响

为强化微通道中甲醇蒸汽重整过程,考察了反应机理分布对制氢的影响。利用计算流体力学软件FLUENT中的通用有限速率模型对该过程进行了数值研究。计算表明,在相同反应条件下,采用贵金属催化剂所对应的反应机理的甲醇转化率较高,但其成本相应高。通过对催化表面上催化剂的分段布置,可以提高甲醇转化率,且在低温和高进口速度时更有效。在铜基和贵金属催化剂用量相等和温度453 K、进口速度0.4 m.-s1时甲醇转化率提高2.7%。     

介质阻挡放电辅助甲烷蒸汽重整的实验研究

利用介质阻挡放电辅助甲烷蒸汽重整试验平台进行了大量试验,基于试验数据系统地分析了350-500℃温度下蒸汽甲烷摩尔比(S/C)、反应物驻留时间、壁面温度及输入功率等对甲烷转化率、有效碳回收率及产物选择性等指标的影响规律,并考察了不同影响因素之间的相互作用关系。研究发现:驻留时间对各指标的影响最为明显,在不同壁面温度下,随着驻留时间的增加,产物选择性出现转折性变化,由60%左右下降到20%左右;与驻留时间的影响不同,随着输入功率或S/C的增加,重整特性的各评价指标均呈现缓慢增长趋势;而温度对等离子体辅助甲烷蒸汽重整结果是否有影响与驻留时间、输入功率等参数有关,只有当驻留时间大于0.59 s时,温度对重整反应的影响变得较小,且当输入功率也大于80 W时,温度对重整反应不再有影响。     

木炭催化甘油重整制氢研究

以木炭为催化剂,在固定床反应器中对甘油水蒸气重整制氢进行研究。结果表明:随着空速的增大,氢产率、潜在氢产率和碳转化率逐渐减小;随着温度的升高,氢产率、潜在氢产率和碳转化率增大;S/C的增大在一定程度上有助于促进氢产率、潜在氢产率和碳转化率的增大。在温度为800℃,S/C为4∶1,空速为1.5 h~(-1)时,氢气产率、潜在氢产率分别为114.31 g/kg和128.30 g/kg,碳转化率为89.08%。     

燃料重整制氢及应用的研究现状和展望

燃料重整制氢是应用催化剂使燃料经过复杂的化学反应生成氢气的制氢方法。本文介绍了氢燃料相对于其他燃料的优缺点及燃料重整制氢的研究现状,论述了混氢燃料发动机相对于传统发动机所具有的优势,指出了重整制氢是未来发动机发展的重要趋势。     

煤油水重整制氢反应器的研究

设计了带预热段的管式反应器(Ⅰ型)、带喷嘴及预热段的管式反应器(Ⅱ型)和3种不同进料方式的反应流程。在催化剂NiLaLiPt/Al2O3上,研究了煤油水重整制氢的影响因素,考察了两种反应器的制氢效果。结果表明,两种反应器都可用于煤油水重整制氢反应,制氢效果与煤油液空速有关。液空速小于0.12 h-1时,Ⅰ型反应器的制氢效果要优于Ⅱ型反应器;液空速大于0.12 h-1时,Ⅱ型反应器制氢效果较好。预热段可以提高煤油雾化程度和制氢效果。     

结构型载氧体固定床化学链重整制氢的实验研究

采用浸渍法制备球形与拉西环形两种不同结构型Ni基载氧体,用于甲烷化学链重整制氢反应。在固定床中考察反应温度、进气水碳物质的量的比和空速对载氧体活性及稳定性的影响,并对比研究两种不同结构型载氧体的性能。结果表明：两种载氧体均可以保持较好的活性,相对而言球形载氧体更易积碳。在800℃以上时两种载氧体均具有较高的甲烷转化率及产物选择性,拉西环形载氧体在高温下性能下降得较慢。过高的水碳物质的量的比会抑制重整反应的进行,但拉西环形载氧体在高水碳物质的量的比下仍能保持较高的产物选择性。随着空速的增大,拉西环形载氧体的甲烷转化率降低,而对球形载氧体来说,当空速在3 500 h^-1左右时甲烷转化率和氢气产率均最高。经过20次循环稳定性测试,两种载氧体颗粒均出现了不同程度的积碳烧结,其中拉西环形载氧体结构保持得较好,积碳在氧化阶段能被部分清除。     

新型CO_2直接蒸汽再生实验和模拟研究

在对新型直接再生系统进行实验研究的基础上,通过Aspen Plus软件建立平衡模型,对该实验系统进行模拟,并与实验结果进行对比.结果表明:模拟结果与实验结果有较好的一致性;模拟得到的CO2再生能耗(2.44 MJ/kg)要小于实验结果(3.05 MJ/kg),通过优化再生塔的结构和采用促进气液传质的方法,可使实际能耗接近模拟值;通过减小冷凝-汽化换热器的换热温差至5K,可进一步降低CO2再生能耗至2.24 MJ/kg,说明直接蒸汽再生工艺能有效降低能耗.     

化学吸附制冷系统吸附床强化传热的实验研究

对化学吸附制冷系统吸附的强化传热传质方法进行了实验研究，针对化学吸附在脱附和吸附方面与物理吸特的不同特点，提出了几种强化传热的方案，通过实验加以比较,得出优化的发生器吸附床结构。     

氨水改性活性炭对沼气吸附脱碳的实验研究

针对沼气吸附法脱碳提质所用活性炭进行改性研究,以氨水为改性剂,探讨改性剂浓度和改性时间对活性炭脱碳效果以及其表面化学结构的影响.实验结果表明:1)经过氨水改性处理后的活性炭呈酸性官能团减少,呈碱性官能团增加,同时引入含氮官能团,改性后活性炭的表面疏水性增强,极性发生变化,增强对气体的吸附能力;2)在改性剂浓度5％～25...     

水平强化通道内蒸汽凝结的实验研究

为探讨水平强化通道(HECC)和水平圆形通道(HCC)内蒸汽凝结传热性能,对蒸汽-氮气混合物在HECC和HCC内的凝结过程进行了实验研究,分析了蒸汽压力、冷却水质量流量、不凝气体质量分数对蒸汽凝结传热性能的影响,获得了平均凝结传热系数、出口平均凝液质量流量和汽侧平均压损的变化情况。结果表明:与HCC相比,水平多头螺旋通道(HMHSC)和水平多头直通道(HMSSC)平均凝结传热系数的增强因子分别为2.35和1.45,出口平均凝液质量流量的增强因子分别为1.25和1.12,汽侧平均压损的扩大因子分别为1.29和1.16,即HECC能有效增强凝结传热性能,但汽侧平均压损也相应增大。     

甲烷重整热化学储能实验及数值模拟研究

通过等体积浸渍法,实验制备Pt-Ru/γ-Al2O3催化剂,对该催化剂进行活性、稳定性测试,并进行TG与TEM表征,然后建立二维固定床数值模型分析反应器内的温度场、流场与组分场分布。实验结果表明:该催化剂具有良好的催化效率及优越的稳定性,CH4在800℃时的转化率为94.1%,CO/H2比为1.03,在800℃下能连续运行500 h。模拟结果表明,建立的数值模型与实验值吻合较好,不同温度下的最大偏差不超过14.81%,能较好地反应固定床反应器内的热质传递与组分分布特性。