吸波材料SiC对微波辐照下甲烷部分氧化制合成气的影响

考察了催化剂中吸波材料SiC的添加对微波辐照下甲烷部分氧化制合成气反应的影响。实验结果表明 ,吸波材料SiC的添加改善了催化剂的吸波性能 ,提高了微波辐照下催化剂的甲烷部分氧化制合成气的催化活性。微波辐照与常规电炉加热下催化剂催化反应的结果比较说明 ,取得相同的甲烷转化率时 ,微波辐照下催化剂的床层温度远低于常规电炉加热下的 ,这归因于微波的“热点”效应。     

天然气制合成气新技术

近年来,国内外正在研究一种新的天然气制合成气技术,即甲烷催化部分氧化法和甲烷二氧化碳重整法。甲烷催化部分氧化法制合成气能耗低,可在常压下操作,反应空速大,在工业化过程中可减小设备规模,降低装置投资,适用于合成气制有机含氧化合物,目前已完成了每天500 t以上的工业化试验;甲烷二氧化碳重整法制合成气对减小二氧化碳排放,缓解温室效应有着重要意义。     

甲烷催化部分氧化制合成气研究新进展

传统的天然气蒸汽重整制合成气在天然气间接转化利用过程中约占总费用的60％左右。甲烷催化部分氧化制合成气反应是一个温和的放热过程,具有反应速度快、选择性高、反应器体积小和能耗低等优点,具有降低建厂投资和操作费用的巨大潜力。本文阐述了近十年来在甲烷催化部分氧化制合成气工艺研究方面取得的主要进展,包括催化剂研究、反应器设计、工艺开发以及反应动力学和反应机理研究,并简单介绍了天然气的蒸汽重整、非催化部分氧化、联合重整和自热重整制合成气工艺过程。     

甲烷催化部分氧化制成合成气研究新进展

传统的天然气蒸汽重整制合成气在天然气间接转化利用过程中约占总费用的６０％左右。甲烷催化部分氧化制合成气反应是一个温和的放热过程,具有反应速度快、选择性高、反应器体积小和能耗低等优点,具有降低建厂投资和操作费用的巨大潜力。本文阐述了近十年来在甲烷催化部分氧化制成合成气工艺研究方面取得的主要进展,包括催化剂研究、反应器设计、工艺开发以及反应动力学和反应机理研究,并简单介绍了天然气的蒸汽重整、非催化部分     

甲烷催化部分氧化制合成气固定床反应器的研究进展

简要回顾了合成气的生产历史.与传统的甲烷水蒸气重整制合成气相比,甲烷催化部分氧化制合成气在过程能耗和产物组成等方面具有一定的优势,反应器是甲烷催化部分氧化制合成气工艺过程的关键.本文对1990年以来甲烷催化部分氧化制合成气8种新型结构固定床反应器进行了归纳和评述.     

甲烷制备合成气工艺开发进展

综述了国内外天然气制合成气技术的研究进展,包括对已工业化应用工艺的技术改进,如甲烷蒸汽转化工艺采用换热转化及自热转化技术;甲烷催化部分氧化技术,根据原料配比、催化剂体系、工艺条件不同,可分别采用固定床、流化床、陶瓷膜及晶格氧工艺;甲烷自热式转化工艺采用非催化部分氧化与绝热蒸汽转化相结合,工艺中引入蒸汽可消除积碳;甲烷两段转化工艺采用换热-自热式转化技术。新技术研究进展包括甲烷-二氧化碳重整技术,甲烷、二氧化碳和氧气催化氧化重整技术,甲烷联合转化工艺,气体加热转化工艺及联合自热转化工艺等。     

甲烷直接转化及制合成气研究新进展

介绍了近年来甲烷活化转化的研究进展概况,包括甲烷氧化偶联制乙烯、甲烷直接氧化制甲醇/甲醛和甲烷重整制合成气。     

天然气转化制合成气的研究

本文介绍了甲烷制合成气的各种工艺和发展趋势,其中主要分析了水蒸汽转化和部分氧化的反应条件、机理和催化剂特性以及多种联合转化工艺的特点。     

OC2催化转化研究新进展

综述了近年来由二氧化碳催化加氢合成甲烷、甲醇及低碳烯烃,用二氧化碳选择性催化氧化制合成气,催化共聚生成高分子材料方面的新进展。     

甲烷催化部分氧化制合成气研究进展

简要介绍了各种正在研究开发中的天然气制合成气技术,催化部分氧化制合成气具有较好的工业化应用前景;从催化部分氧化的热力学、催化剂和反应机理等方面对甲烷催化部分氧化技术的研究状况进行了阐述和分析,并对甲烷催化部分氧化技术今后的研究重点和应用领域进行了展望。     

PRODUCTION OF HYDROGEN FROM METHANE AND METHANE/TEAM IN A MICROWAVE IRRADIATED CHAR-LOADED REACTOR

The production of hydrogen by the decomposition of pure methane and methane/steam mixtures in a microwave -irradiated fixed bed reactor packed with devolatilized coal char was studied. Input power levels from 600-3500 W were used. Low conversions were obtained for pure methane as the feed, but 1:1 molar ratio mixtures of methane and steam gave high conversions. The effects of power level and feed flow rate were determined for the methane/steam case. Additionally, microwave heating and conventional heating were compared for the methane/steam case. Microwave heating was found to require temperatures 3050 °C lower to give the same methane conversions obtained with conventional heating, over a conversion range of 18-53%. Thus, it may be concluded that microwave heating promotes the methane/steam reaction in some type of unique manner.     

PRODUCTION OF HYDROGEN FROM METHANE AND METHANE/TEAM IN A MICROWAVE IRRADIATED CHAR-LOADED REACTOR

ABSTRACT

The production of hydrogen by the decomposition of pure methane and methane/steam mixtures in a microwave -irradiated fixed bed reactor packed with devolatilized coal char was studied. Input power levels from 600–3500 W were used. Low conversions were obtained for pure methane as the feed, but 1:1 molar ratio mixtures of methane and steam gave high conversions. The effects of power level and feed flow rate were determined for the methane/steam case. Additionally, microwave heating and conventional heating were compared for the methane/steam case. Microwave heating was found to require temperatures 3050 °C lower to give the same methane conversions obtained with conventional heating, over a conversion range of 18-53%. Thus, it may be concluded that microwave heating promotes the methane/steam reaction in some type of unique manner.     

微波强化分解甲烷水合物的研究

通过2.45GHz微波辐射实验,研究了甲烷水合物在微波电磁场中的稳定性和加热分解规律。实验结果表明,利用微波强化分解甲烷水合物主要依靠热效应,甲烷水合物自身的动力学非稳定条件及液态水协同增强热效应是微波热激法的作用条件。对于未冷冻且未降压的甲烷水合物/水体系微波作用效果最佳,应先微波加热后再结合降压分解。冷冻后未降压的甲烷水合物/冰体系的分解造成介电损耗的急剧变化,分解速率和微波加热速率显著改善。冷冻后降压的甲烷水合物/冰体系在微波场中仍处于极低分解速率的自保护区域,不适宜微波分解。     

稠油微波加热模型的建立及验证

采用COMSOL Multiphysics软件建立了稠油微波加热模型,通过仿真计算考察了微波谐振腔的尺寸和微波功率对稠油微波加热过程的影响,通过与实际微波加热过程对比,验证微波加热模型的可靠性。结果表明,微波谐振腔的结构影响稠油内部微波电场的分布,微波功率影响电场强度的大小,二者共同影响稠油样品的升温速率及温度梯度分布。因对微波加热模型的合理简化,忽略了热量向环境的散失,稠油升温速率和终温的计算值均稍高于实际值,但不影响该仿真计算对装置设计因素的考察。该仿真计算和微波加热模型可用来辅助微波加热装置的设计。     

微波等离子体下甲烷脱氢偶联制C2烃

在微波等离子体下,研究了甲烷以及甲烷和水脱氢偶联制Ｃ２烃的反应,对影响甲烷转化率和产物选择性的几个因素（微波输入功率、反应物的比例）进行了研究。在甲烷体系中,随着微波输入功率的增加和体系压力的降低,甲烷的转化率和乙炔的选择性都增大;乙烷的选择性则降低;乙烯的选择性随体系压力的增大而增大,随功率的增大出现极大值。在甲烷和水体系中,随着微波输入功率的增加,甲烷的转化率和乙炔的选择性随着增大;乙烷的选择     

微波技术在天然气输送加热中的应用研究

鉴于微波加热技术在天然气工业领域中的应用是一个有发展潜力的新兴课题,着重探讨了微波加热技术在天然气输送加热中的应用。介绍了微波加热原理及其特性与微波加热天然气的技术关键,阐述了天然气微波加热系统的基本构成与结构,通过计算加热功率及响应时间,对天然气微波加热性能进行了初步分析。研究结果表明,微波加热天然气具有加热时间短、温升快、整体加热且加热均匀,以及有利于环保、易于实现自动化控制等优势。     

CO_2氢化转化制低碳烃

研究了在微波等离子体下 Ｃ Ｏ２ 氢化转化制低碳烃。实验结果表 明： Ｃ Ｏ２ 的 加氢反应在微波等离子体下可以制得甲烷和 Ｃ２ 烃, 其中甲烷和乙炔是主要产物; 产物中甲烷的摩百分含量随着微波输入功率的降低和 ｎ（ Ｈ２） ／ ｎ （ Ｃ Ｏ２） 值的增加而增大, 生成的乙炔则和甲烷相反。反应中有少量的乙烷和微量的乙烯生成; 没有检测到含氧有机化合物的存在。用静电悬浮双探针法测定了 等离子体反应中的电子温 度、能量和电 子密度。运用自由基反应理论解释了产物的分布以及反应条件的变化对产物组成的影响。     

甲烷在氢气助解下的脱氢偶联研究

运用微波等离子体技术 ,研究了甲烷在氢气助解下的等离子体化学反应。在该偶联反应中 ,氢气是一种气体催化剂 ,它的加入有助于甲烷的脱氢偶联转化制备C2 烃。在相同的条件下 ,甲烷的转化率和乙炔的选择性都随着微波输入功率的增加而增大 ,乙烷的选择性则降低。在最佳条件下 ,甲烷的转化率达到 77.5 % ,乙炔的选择性达到 74.1%。对等离子体中的电子密度和电子能量进行了诊断 ,根据实验结果 ,提出了可能的反应机理