甲醇蒸汽重整制氢技术及经济性探讨

介绍甲醇蒸汽重整制氢工艺和催化剂,对甲醇蒸汽重整制氢气技术的生产成本进行分析评价,还介绍甲醇蒸汽重整制氢技术在燃料电池中的应用。     

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。     

甲醇蒸汽重整制氢技术及经济性探讨

介绍甲醇蒸汽重整制氢工艺和催化剂,对甲醇蒸汽重整制氢气技术的生产成本进行分析评价,还介绍甲醇蒸汽重整制氢技术在燃料电池中的应用.     

乙醇水蒸汽重整制氢负载型镍基催化剂研究进展

负载型镍基催化剂是一种良好的乙醇水蒸汽重整制氢催化荆,但反应中存在氢气选择性较差和反应温度高的缺点.介绍乙醇水蒸汽重整制氢的反应机理,在此基础上,探讨通过载体改性和添加助剂提高负载型镍基催化剂的氢气选择性以及降低反应温度,并对研究进展进行综述.     

乙醇重整制氢催化剂的研究进展

氢能源是热效率高、清洁无污染的新型绿色能源,乙醇重整反应制取氢气具有氢含量较高、毒性低和符合可持续发展等优势,应用前景较广阔.针对乙醇重整制氢催化剂高温易积炭失活,性能不稳定的问题,提出了通过合理选用催化剂活性组分并利用助剂和载体对其改性的方法可改善催化剂的综合性能.从催化剂性能角度分析,综述钴、镍和铜基催化剂在乙醇重...     

氨分解制氢催化剂改性研究进展

在氨分解制氢技术中催化剂的选取尤为重要,其组成、形貌结构、载体、助剂等均能影响催化剂活性发挥。本文综述了近几年国内外氨分解制氢催化剂的改性研究现状,对催化剂的形貌结构变化、不同载体的影响、助剂的添加、矿石及工业废品在氨分解中的应用进行了详细的介绍,指出有效发挥催化剂和载体、助剂等之间的协同作用,改善外部条件,对于实现氨分解制氢具有很好的潜在实用价值,进一步设计出低压、低温、高活性氨分解的新型催化剂,降低能量消耗是未来氨分解催化剂的研究方向。     

乙酸蒸汽催化重整制氢的研究进展

通过生物油蒸汽重整制备氢气可以减少环境污染,降低对化石燃料的依赖,是一种极具潜力的制氢途径。乙酸是生物油的主要成分之一,常作为模型化合物进行研究。镍基催化剂是乙酸蒸汽重整过程中常用的催化剂,但容易因积炭失去活性,降低了制氢过程的经济性。本文首先分析了影响乙酸蒸汽重整制氢过程的各种因素,阐述了在这一过程中镍基催化剂的积炭原理,讨论了优化镍基催化剂的方法,包括优化催化剂的预处理过程、添加助剂和选择合适的载体,最后对乙酸蒸汽重整制氢的热力学分析研究进展进行了总结。未来应重点研究多种助剂复合使用时对镍基催化剂积炭与活性的影响,分析多种助剂的协同作用机理,得到一种高活性、高抗积炭能力的用于生物油蒸汽重整制氢的镍基催化剂。     

煤制烯烃项目开工氢气气源经济性分析

简述煤制烯烃项目中的主要工艺,介绍开工氢气还原变换催化剂、甲醇合成催化剂的方案及氢气消耗估算,对比外购氢气和甲醇裂解制氢在装置全周期的经济性,可为国内大型煤制烯烃项目开工氢气气源选择提供参考。     

富氧条件下氢气选择性催化还原NOx催化剂研究进展

着重介绍了NOx脱除技术中的选择性催化还原技术,分析了以不同还原剂(NH3、H2、CO、HC)选择性催化还原NOx技术的优缺点,认为H2-SCR脱硝技术具有较高的研究价值和实际的应用前景。从催化剂的活性组分、助剂及载体的角度分析了不同催化剂在氢气选择性催化还原脱硝技术中的应用及其所达到的效果,得出负载贵金属Pt与Pd、添加酸性助剂以及采用复合载体的催化剂性能更佳,并对今后氢气选择性催化还原脱硝技术的研究方向进行展望。     

高纯度氢气制备方案的选择

简要介绍通过对甲醇-蒸汽转化制氢、膜分离及变压吸附技术制氢的比较,最终选出从气源②即低温甲醇洗后接气,采用膜+变压吸附的联合工艺制氢为最优方案,能确保氢气产品中氢的体积分数达99.5%以上,氢气产量达25000Nm3/h,且能耗和投资最低。     

低温甲醇水重整制氢催化剂研究进展

甲醇具有结构简单、含氢量高、产能大等优点,利用甲醇与水蒸气进行重整是一种节能高效的现场制氢方式。甲醇水蒸气重整(MSR)与燃料电池联用能够实现多场景应用,但由于反应温度较高(250~300℃),存在启动速度较慢、副产CO含量较高和热效率较低等问题。低温甲醇水重整(LT-Methanol Water Reforming, LT-MWR)包括低温甲醇水蒸气重整(LT-MSR)与液相甲醇水重整(Aqueous-phase Reforming of Methanol, APRM),反应通常在200℃以下进行,同时保持较高的反应活性,进而能够减少预热时间、减弱副反应发生,且能与燃料电池实现更强的热耦合。本工作首先介绍了商用催化剂优异的性能与存在的缺陷,然后对低温甲醇水重整制氢催化剂,诸如Cu基催化剂、贵金属催化剂与光协同催化剂的研究进展进行了回顾。归纳了低温铜基催化剂的改性策略,包括合成方法、结构设计与元素掺杂。对国内外商用CuZnAlOx催化剂结构与性能的测试表明,其转化率高和稳定性好,存在的缺陷是价格较贵且在低温区催化活性急剧下降。Cu基催化剂活性受温度影响较大,在低温区活性很低,但通过适当的改性能够实现其应用价值,其改性策略包括合成方法、结构设计与元素掺杂。贵金属催化剂低温下活性较高,但存在价格昂贵、合成复杂等缺点。光协同催化剂则是在光照条件下进行催化重整,尚处于研究阶段。对于Cu基催化剂,合成方法的改进能够大大改善催化剂的微观混合程度与可重现性。适当的结构设计可提升催化剂的比表面积与热稳定性。元素掺杂则能够提升活性组分的分散度,修饰催化剂表面结构。三种改性策略能够有效提升Cu基催化剂低温下甲醇重整制氢的性能,在保持较高活性的同时,降低CO副产物的含量。展望了低温甲醇水重整制氢催化剂的发展前景和挑战,对催化剂的开发与应用有指导意义。     

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。     

甲醇制氢研究进展

介绍了制取氢气的常用原料。综述了用甲醇做原料制氢的研究进展,讨论了不同方式（裂化法、水蒸汽重整法、部分氧化法、自热重整法、等离子体法、电解法、超声波法）制氢技术的特点。目前甲醇气相重整技术较成熟,今后研究的重点是研制高效催化剂的制备、能量利用及氢气提纯方法。     

JT-1G型加氢催化剂在甲醇装置的应用

介绍了西北化工研究院研制开发的JT-1G型加氢催化剂在中国石油天然气股份有限公司青海油田格尔木炼油厂甲醇装置的应用。为不断降低天然气制甲醇装置的生产成本,在不改变现有工艺流程的基础上,将甲醇装置富裕的氢气提供给炼油装置使用,将炼油装置的副产物炼油干气用于制取甲醇原料,从而提高甲醇的利润空间。JT-1G型加氢催化剂可将炼油厂炼油干气提氢后得到解吸气中的烯烃饱和并进行硫转化,以满足蒸汽转化催化剂及合成甲醇的要求,从而替代部分原料天然气,达到降低甲醇生产成本的目的。     

Ag/CeO2-ZnO催化剂上甲醇部分氧化制氢气研究

研究了用于甲醇部分氧化制氢气反应的Ag/CeO2-ZnO催化剂的制备条件以及反应条件对催化剂性能的影响.Ag/CeO2-ZnO催化剂中银含量、焙烧温度、反应温度以及反应气的比例等对催化剂性能具有很大的影响.Ag/CeO2-ZnO催化剂的制备条件以及反应条件控制在一定范围内时,Ag/CeO2-ZnO催化剂对甲醇部分氧化制氢气具有很高的催化活性与选择性.     

硫化氢甲醇法合成甲硫醇工艺研究进展

介绍了国内外硫化氢甲醇法合成甲硫醇工艺发展状况和工业化进程,探讨了工艺反应机理,提出了反应的关键影响因素是降低甲醇上羟基碱性和增强硫化氢亲核性能。文章重点讨论了工艺所用催化剂类型、催化作用机理以及催化剂研究进展,并指出酸碱催化理论在工艺中的重要应用。     

铜基催化剂还原过程研究综述

铜基催化剂广泛应用于工业生产中,催化剂还原是催化剂生产的最后一道工序,也是工业使用前的第一个步骤,对几种铜基催化剂的还原过程进行综述。铜基催化剂主要应用于CO与H_2合成甲醇和CO低温变换,也可用于CO_2与H_2合成甲醇以及脂肪酯加氢制脂肪醇。铜基催化剂的还原方法主要有液相还原法和气相还原法,其中,气相还原法用途较广。对影响还原的条件(H_2浓度、温度、压力和空速等)及杂质(H_2O、O_2和CO_2等)进行总结,并以甲醇合成催化剂为例对低氢还原法和高氢还原法作了介绍。     

Perspective of hydrogen energy and recent progress in electrocatalytic water splitting

As a secondary energy with great commercialization potential, hydrogen energy has been widely studied due to the high calorific value, clean combustion products and various reduction methods. At present, the blueprint of hydrogen energy economy in the world is gradually taking shape. Compared with the traditional high-energy consuming methane steam reforming hydrogen production method, the electrocatalytic water splitting hydrogen production stands out among other process of hydrogen production owning to the mild reaction conditions, high-purity hydrogen generation and sustainable production process. Basing on current technical economy situation, the highly electric power cost limits the further promotion of electrocatalytic water splitting hydrogen production process. Consequently, the rational design and development of low overpotential and high stability electrocatalytic water splitting catalysts are critical toward the realization of low-cost hydrogen production technology. In this review, we summarize the existing hydrogen production methods, elaborate the reaction mechanism of the electrocatalytic water splitting reaction under acidic and alkaline conditions and the recent progress of the respective catalysts for the two half-reactions. The structure–activity relationship of the catalyst was deep-going discussed, together with the prospects of electrocatalytic water splitting and the current challenges, aiming at provide insights for electrocatalytic water splitting catalyst development and its industrial applications.     

天然气蒸汽转化制氢工艺

从热负荷、运行成本和投资三方面对中小规模的制氢工艺有无变换工序进行了分析，认为在制氢量及天然气价格较低时，不必采用变换工序。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展

直接甲醇燃料电池（direct methanol fuel cells, DMFC）由于其高效、清洁等优点,成为替代化石能源的理想新能源装置。催化剂作为DMFC中重要的组成部分,通过降低反应活化能,解决甲醇需要高过电势才能被电氧化的问题。但是目前DMFC阳极催化剂存在催化活性低、抗CO毒性差以及成本较高等问题,限制了DMFC的商业化。本文介绍了甲醇的催化电氧化原理,从Pt基催化剂、非Pt基催化剂、催化剂载体三个方面对DMFC阳极催化剂国内外研究进展进行了综述。介绍了通过选择合适晶面、添加助催化剂、制备特殊形貌、选择合适的载体4种方法对提高催化剂性能、降低催化剂成本的研究现状。甲醇在Pt（100）晶面上的催化活性较好但是抗CO毒性较弱;根据双功能理论和电子调变理论,制备的Pt-M合金催化剂具有更高的抗CO毒性和甲醇催化活性;非Pt基催化剂的制备为降低催化剂成本提供了研究思路;选择合适的催化剂载体,利用载体与催化剂之间的相互作用,也成为解决DMFC阳极催化剂目前面临的易中毒、活性低、成本高等问题的解决方法。