钯膜反应器柴油重整制氢模拟与验证

为了研究钯膜反应器柴油重整制氢工艺的反应规律,对其进行热力学和动力学建模,并通过实验验证模型的准确性。采用顺序模块法将钯膜反应器分为连续的子反应器和子分离器,模拟钯膜反应器的反应分离耦合过程,通过灵敏度分析,研究钯膜反应器中各反应因素等对氢气收率的影响规律。结果表明,钯膜反应器较无膜反应器可突破热力学平衡的限制,减小反应体积,在低温下可获得较高的氢气产率。在一定条件下模拟结果与实验值误差为8.9%,证明该仿真模型可对实验研究起到预测和指导作用。     

化学气相沉积法制备碳纳米管过程中NH3对其微观结构和石墨化程度的影响

以二茂铁为催化剂前驱体,C₂H₂为碳源,在NH₃和N₂气氛中在Al₂O₃多孔基体上化学气相沉积制备出了一致取向的碳纳米管阵列.采用拉曼散射、扫描电子显微镜、高分辨电子显微镜、X射线衍射和元素分析等技术对产物进行表征.实验结果表明,以NH₃为载气时,所制备的碳纳米管为竹节形结构,并且有一定量的N掺杂在其中,其质量含量大约在3.46%,碳纳米管的石墨层间距在0.384 nm左右,实验产物中有Fe₃C和Fe₂N或Fe₃N的生成,NH₃在催化剂表面的吸附导致催化剂的表面性质的改变以及N的掺杂使生成的碳纳米管结构有一些缺陷,石墨化程度有所降低.碳纳米管的管径随着反应温度的增加而增大.     

10千瓦级分布式天然气-质子交换膜燃料电池示范电站(英文)

A 10 kW-scale natural gas fueled proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) distributed power plant is presented in this paper, which is designed for cogeneration of power and heat. With homemade catalysts for CO removal in a two-stage methanation process and integrated reactor in the fuel processing system, the reformed fuel with CO molar fraction less than 105 is obtained for the fuel cell stack. Based on Matlab/Simulink/Stateflow and xPC Target platform, a rapid control prototype (RCP) is developed for real-time condition management, signal tracking and parameter tuning, data storing, and man-machine interaction. In a typical running with 4.3 kW stack power, the hydrogen production efficiency, gross power generation efficiency and heat recovery efficiency approach to 76%, 41% and 50%, respectively. The peak stack power reaches 7.3 kW. Though there is still considerable distance to long-term operation at 10 kW-scale net power generation, it is a milestone for the PEMFC-based stationary application in China.     

载体对Ni基催化剂催化蒽醌加氢活性的影响

研究了载体对Ni基催化剂用于蒽醌法制备H₂O₂加氢活性的影响,同时对比了骨架镍的催化活性,考察Ni负载量对催化剂活性的影响。结果表明,负载在SiO₂上的催化剂比负载在γ-Al₂O₃上的催化活性高,对于Ni/SiO₂催化剂,Ni负载质量分数28.57%～50%时,加氢活性较高,按单位质量纯Ni上H₂O₂产量计算,Ni/SiO₂优于骨架镍催化剂,Ni负载量过高时,加氢活性降低。2-乙基蒽醌在Ni/SiO₂催化剂上的加氢为结构敏感型反应,当Ni在SiO₂的分散度达到约18%时,催化活性较佳。     

涂层浸渍法在Al2O3片上大面积合成碳纳米纤维

α-Al2O3颗粒经过压片高温焙烧制成多孔支撑体,然后采用涂层浸渍法在Al2O3片上沾涂Fe和Ni催化剂,以乙炔为碳源,采用化学气相沉积法成功合成出碳纳米纤维及少量管径很细的碳纳米管.碳纳米纤维以及碳纳米管的产量和直径与所沾涂的催化剂溶液浓度成正比;对于同样浓度的Fe、Ni催化剂,在Ni催化剂上生长的碳纤维直径要比在Fe催化剂上生长的纤维细.产品晶态结构完好,碳的石墨化程度较高.     

沼气中羰基硫的深度脱除

沼气深度脱硫对于以沼气为制氢原料的分布式燃料电池电站十分重要。采用浸渍法制备了Zn O/γ-Al2O3、Cu O/γ-Al2O3及Cu/γ-Al2O3,实验研究了上述金属氧化物脱硫剂以及商业Fe2O3脱硫剂对沼气中羰基硫(COS)的深度脱除性能。结果表明,Cu基脱硫剂对COS的脱除性能优于Zn O/γ-Al2O3和Fe2O3,其可在250~400℃的温度下将COS脱除到10 ppb以下,能够满足分布式PEMFC电站对脱硫的要求,并达到在其沼气重整器的原料气体预热段完成深度脱硫的目标。Cu O/γ-Al2O3的硫容在250℃达到了最大的0.185 mmol?g?1。对Cu O/γ-Al2O3的脱硫机理进行了分析。固相产物中Cu S的存在说明了COS在Cu O/γ-Al2O3上的吸附为化学吸附,而Cu2O和Cu的存在则说明了沼气中的CH4与CO2在250℃以上的温度下发生了重整反应,Cu2O和Cu为该反应生成的H2和CO的还原产物。气相产物中检测到的H2S,可能是由COS的加氢反应生成的。还考察了沼气中水分对COS深度脱除的影响。Cu基脱硫剂的性能会受到水分的不利影响,但随着温度的升高,该影响呈减小的趋势。     

中国石化首套百千瓦级PEM电解水制氢示范站正式投用——助力北京冬奥会“绿氢”供应

近日,在中国石化石油化工科学研究院(石科院)、中国石化北京燕山分公司(燕山石化)、中国石化催化剂长岭分公司及相关合作单位的联合攻关下,石科院负责开发的百千瓦级PEM电解水制氢示范站在燕山石化落地建成,并正常稳定连续运行,成为中国石油化工股份有限公司(中国石化)首套国产化的PEM电解水制氢设备,标志着中国石化打通了PEM电解水制氢设备从关键材料、核心部件到系统集成的整套流程。     

稀土镱助剂及制备方法对镍基催化剂天然气水蒸气重整性能的影响

着重考察了稀土助剂Yb及两种浸渍制备法(共浸渍和分步浸渍)对Ni/γ-Al2O3型重整催化剂的活性、抗积炭性以及抗烧结性的影响,并与稀土助剂La、Ce进行了比较,进而通过催化剂的BET、XRD、TPR、H2化学吸附、TG表征,对其影响机理进行了讨论.实验结果表明:添加稀土助剂能够有效提高活性金属Ni的分散度,从而提高其...     

沼气中甲硫醇的两段深度脱除法

研究了采用浸渍法制备的ZnO/γ-Al2O3、CuO/γ-Al2O3、γ-Al2O3以及商业Fe2O3脱硫剂对沼气中甲硫醇(CH3SH)的深度脱除性能。结果表明,CuO/γ-Al2O3的脱除性能优于γ-Al2O3、ZnO/γ-Al2O3及商业Fe2O3脱硫剂,但仍无法在较高的空速(GHSV 1200 h-1)下一步完成高浓度CH3SH的深度脱除。为此提出了两段深度脱除法,第一段采用廉价但活性较低的Fe2O3,第二段采用昂贵但高活性的CuO/γ-Al2O3,可将沼气中摩尔分数为100×10-6的CH3SH降低到10×10-9以下,从而能够满足PEMFC分布式电站的要求。还考察了沼气中水分的影响,当水分为2%时,对两段深度脱除法的影响不大。     

质子交换膜（PEM）电解水制氢技术进展及应用前景

介绍了PEM水电解制氢的国内外应用与示范案例，结合未来可再生能源发电发展趋势，剖析了PEM水电解制氢在“双碳”目标下的应用方向和前景；同时，对PEM水电解制氢的阴阳极催化剂、质子交换膜、膜电极、集电器、双极板等关键材料和部件技术研究进展进行了综述，重点阐述了低Ir阳极催化剂、非Ir和低Pt阴极催化剂未来发展的几种技术路线，总结了PEM水电解制氢的主要问题和未来发展方向。