水煤气变换

摘要： 压信万丰(Johnson Matthey)公司和BP公司宜布,他们共同开发的FT CANS费托合成技术和信万丰公司创新的HyCOgen逆向水煤气变换技术已被Aramco公司和Repsol公司在西班牙毕尔巴鄂的一家新合成燃料工厂选用,以生产一种可持续的直加型(drop-in)合成燃料,可现有的汽车发动机、飞机和轮船。该工厂将成以混合用为世界上第一个使用可再生“绿氢”和CO作为唯一原料的工厂,将于2024年投产,产能超过2.1 kt/a。

摘要： 综述了近年来水煤气变换反应及其应用于模型化合物、馏分油、重油和油砂沥青原位加氢过程的研究进展.重点介绍了水煤气变换反应机理、模型化合物原位加氢反应网络及动力学、原位氢与外源氢活性对比.分析总结了原位氢活性来源、原位加氢相比传统加氢的优势.并对水煤气变换反应用于原位加氢过程的发展前景进行了分析,未来原位加氢反应在油品加氢、重油改质方面的应用会更加广泛.

摘要： 氢能因清洁高效、可再生等优点,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源.水煤气变换反应是工业上常用的反应,在将CO废气回收利用的同时也是一种重要的制氢手段,具有治理环境和节能减排的双重优点.α-MoC作为一种催化载体,显示出优异的特性.Pd,Ni,Pt基催化剂是水煤气变换反应常用的催化剂.为了进一步了解α-MoC载体在水煤气变换反应中的作用和其负载不同金属时的催化性能,密度泛函理论和动力学蒙特卡洛方法考察了 Ni4/α-MoC(111),Pd4/α-MoC(111)和Pt4/α-MoC(111)上的反应机理和活性.研究结果显示,在Ni4/α-MoC(111)和Pd4/α-MoC(111),水煤气变换反应为氧化还原路径:CO直接与H2O分解产生的氧结合,生成CO2;在Pt4/α-MoC(111)催化剂上,水煤气变换反应通过羧酸盐路径发生:CO与H2O分解产生的羟基结合,生成羧酸盐中间体,最后分解成CO2.Ni4/α-MoC(111)和Pd4/α-MoC(111)催化剂上水煤气变换反应的能垒较高,因此催化剂活性和H2的转换频率较低.Pt4/α-MoC(111)催化剂上,由于CO的强稳定性导致活性位点被其覆盖,反应活性较低;随着反应温度的升高,CO的脱附能降低,催化活性随之增高.总体来说,标准大气压下,反应温度在400～500 K,H2O与CO的物质的量之比为1时,Pt4/α-MoC(111)催化剂H2的转换频率最高.相比Pt/Al2O3和Pt/TiO2催化剂,Pt/α-MoC是最佳的水煤气变换反应催化剂.

摘要： 本发明提供了一种煤制天然气的制备方法:①煤经气化得到煤气化产物,通过限定气化条件使得所述煤气化产物中H_(2)与CO的体积比为1;②将煤气化产物脱硫,得到脱硫产物;③将脱硫产物进行甲烷化反应得到天然气。本发明提供的煤制合成天然气的方法不经水煤气变换工段直接进行甲烷化反应,反应体系不产生水,杜绝了水耗和水排放,解决了煤制合成天然气的高水耗和水排放问题。

摘要： 化学反应原理综合题,是近年高考全国卷三个必考大题之一,往往以我国科学家的最新研究成果为背景材料进行命题,考点源于教材,又略高于教材。题目以基础知识为主线,注重能力考查,渗透学科核心素养。纵观近三年的高考试题,多角度分析化学反应,充分利用化学反应原理去解决实际问题是考查的重点。

摘要： 采用活性评价、BET、XRD研究了ZnO对CuO/CeO2水煤气变换催化剂的活性、结构的影响.结果表明:添加适量ZnO有助于催化剂低温活性的提高,添加的ZnO高度分散于催化剂中,ZnO的添加降低了催化剂的比表面积,随着ZnO含量的增加催化剂的孔容和平均孔径先上升再下降后再上升,结合活性测试发现孔径越大,催化剂活性越好.

摘要： 利用实验室固定床反应器,在150 kPa总压和微分反应条件下研究了含硫合成气在一种工业用球形颗粒钴钼催化剂上的水蒸气变换反应动力学行为,获得了幂函数动力学方程.统计检验显示,模型中反应速率与各参数的变化关系高度显著,所得反应活化能为37.66 kJ/mol,与文献报道相比较小,而CO和H2O的反应级数分别为1.94和0.59,相比文献值较大;反应速率的模型计算值与实验值较好吻合.利用X线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等分析方法进行了催化剂表征,初步提出了催化反应机理,以解释CO反应级数较高的实验结果.

摘要： 以MgO-Al2O3复合氧化物为载体,调节负载液的pH=3,7,10,负载Co-Mo活性组分制备了耐硫水煤气变换Co-Mo/MgO-Al2O 3系列催化剂,并进行了催化性能评价实验.采用H2-TPR和激光拉曼光谱(LRS)方法对系列催化剂进行了表征,考察了负载液的酸碱性对Co-Mo活性组分在MgO-Al2O3复合氧化物载体分散和表面物种形成的影响.实验结果表明,随着不同pH负载液的加入,载体表面的电化性质发生变化,从而影响载体与Co-Mo活性组分、Co和Mo组分之间的相互作用,改变了活性组分Co和Mo在载体表面的分散度和表面物种的形态;当负载液pH=3,7时,Mo与载体的相互作用较强,而当负载液pH=10时,在氧化态催化剂中有利于形成八面体结构Mo物种,经过升温硫化后,催化剂表面形成更多OxMoS42--x和MoS2物种.

摘要： 采用活性评价、BET、H2-TPR研究了Fe2O3对CuO/CeO2水煤气变换催化剂的活性、结构及还原性的影响.结果表明:添加适量Fe2O3有助于催化剂活性提高,Fe2O3的添加降低了催化剂的比表面积、 孔容及平均孔径,Fe2O3的添加使催化剂的H2还原性能发生了较大的变化,随含量增加从细微调变到明显的质变.

摘要： 水煤气变换(WGS)反应CO+H2O→CO2+H2在合成氨气，合成甲醇，制氢和城市煤气工业中的应用已有八十多年的历史，近几年随着燃料电池的兴起，WGS反应再次受到广泛关注。以CuO/CeO2催化剂为代表的非贵金属型催化剂在水煤气变换反应过程中因其价廉、易得、活性高等优点越来越受到研究者的关注，并显示出良好的发展前景。本文采用共沉淀法制备了系列Cu0/MO-Ce02 ( M=Ca, Mg, Sr, Ba)水煤气变换(WGS )催化剂，运用N2物理吸附、XRD,H2-TPR等手段对催化剂的物化性质进行表征，考察了富氢条件下水煤气变换(WGS )反应中掺杂碱土金属氧化物作为助剂对Cu0/Ce02催化剂性能的影响。

摘要： 近几年，由于水煤气变换反应在汽车尾气处理[1]和燃料电池[2]，尤其是燃料电池电动车的开发中的重要作用，再次引起了人们的极大兴趣。水煤气变换反应是中等程度放热、平衡限制的，低温有利于得到高的CO平衡转化。而传统的低温变换催化剂(Cu-ZnO-Al2O3)需要预先进行还原才具有活性，且还原态催化剂一旦遇到空气就要燃烧，不能满足燃料电池的要求。CeO2由于具有高储氧能力，在新型水煤气变换反应催化剂的研究中得到了重视[3-4]。 研究发现，ZrO2能进入CeO2晶格形成CeO2-ZrO2固溶体，提高CeO2的热稳定性和储氧量，改进晶格氧的迁移能力，从而改善催化剂的低温活性[5]。本文采用水热法制备了不同组分的CeO2-ZrO2复合氧化物，将其负载Pt应用于WGS反应，并考察了ZrO2添加量对催化剂的结构及性能的影响。

摘要： 针对乙苯脱氢与逆水煤气变换的耦合反应,详细研究了添加助剂锂对催化剂活性炭负载铁催化剂(Fe/AC)的影响和二氧化碳的耦合作用.

摘要： 乙苯脱氢制苯乙烯与水煤气变换反应耦合的热力学计算和实验研究表明,通过反应耦合能大幅推动化学平衡右移,提高乙苯的平衡转化率.研究发现,活性炭负载的铁、钒催化剂性能较好,且添加碱金属、碱土金属或稀土元素能进一步提高催化剂活性.

摘要： 乙苯脱氢制苯乙烯与水煤气变换反应耦合的热力学计算表明,通过反应耦合能大幅推动化学平衡右移,提高乙苯的平衡转化率.二氧化碳及惰性气氛下实验结果的比较发现,在活性炭负载的铁和钡催化剂上,乙苯脱氢与逆水煤气变换的耦合作用效果明显,反应温度降低到550°C时,乙苯转化率可达50﹪～60﹪,苯乙烯选择性95﹪～98﹪.

摘要： 采用溶液燃烧法制得Cu-Mn双金属尖晶石型氧化物,初步考察了焙烧温度对重整气氛中水煤气变换反应活性的影响；同时考察了少量氧气接触对活性的影响.借助于XRD、BET 以及TPR等表征手段,解析催化剂的活性与结构以及物相之间的关系.结果表明,相同体积空速下,900 °C焙烧制得的催化剂在低温区表现出较高的活性;相同质量空速时,二者活性的差异强烈依赖于反应温度.在触氧测试中,随着触氧次数的增加,催化剂的活性逐渐衰减.该结果说明CuMn尖晶石型低变催化剂不适用于自热重整制氢系统,而是适用于水蒸汽重整系统中 CO的净化.

摘要： 在Fe改性工业Cu/Zn/Al催化剂上进行了甲醇水蒸气重整反应的研究.在常压下考察了Fe含量的变化、反应温度、进料空速对反应的影响规律.反应结果表明,Fe的存在可以促进水煤气变换反应,显著降低产物中的CO含量,从而证明了在Cu/Zn/Al催化剂上甲醇水蒸气重整反应和水煤气变换反应同时发生.

摘要： 在Cu/Zn/Al/Fe催化剂上进行了甲醇水蒸气转化制氢反应的研究.考察了Cu含量的变化和添加Fe助剂对反应活性和选择性的影响,以及助剂Fe对催化剂还原行为的影响.结果表明:Cu/Zn/Al/Fe催化剂在甲醇水蒸气转化制氢反应中显示出较高活性和选择性.Cu既是甲醇裂解反应的活性中心,又是水煤气变换反应的活性中心.助剂Fe的加入对水煤气变换反应有促进作用.在保持Cu/Zn/Al的比值不变的前提下,增加Fe的含量,CO含量降低.由于FeO的强相互作用,使得Cu-O键得到加强,还原峰温向高温区移动.

摘要： 本发明涉及一种基于水煤气的竖炉及基于水煤气的海绵铁生产方法。基于水煤气的竖炉，包括燃烧室和筒状还原室；筒状还原室的至少一部分位于燃烧室内；竖炉还包括水煤气发生室，水煤气发生室至少一部分位于燃烧室内；水煤气发生室上设有供水蒸气通入的蒸气进口；水煤气发生室设有水煤气出口，燃烧室上设有水煤气进口，水煤气出口用于向燃烧室上的水煤气进口供气。相对于现有技术中的气基竖炉能够明显降低燃料成本，相对于传统煤基竖炉能够节省设备数量，并且能够减少筒状还原室中的煤炭用量、减少品质较差的焦炭产生，而水煤气发生室中的原料利用率较高，从而能够整体上降低海绵铁生产成本。

摘要： 一种用水煤气或半水煤气生产城市煤气的工艺，其要点是改变煤气中C、H、O三元组成的比例，使变比后的组分进入平衡炭生成等温线的非析炭区，采用常用甲烷化催化剂，使变比后煤气中的CO及CO

摘要： 一种多功能水煤气发生装置及水煤气制备方法，所述装置包括：煤粉喷枪(1)，熔融还原炉(2)，富氧喷枪(3)，汽化冷却管道(4)，煤气柜(5)，汽包(6)，矿粉输送管道(7)，混合喷枪(8)，前置炉(9)。本发明提供了利用该装置制备水煤气的方法。与常规固定床或移动床煤气化炉生产水煤气方法不同，本发明利用水蒸气载运混合物料粉喷入熔融还原炉中，与喷入的部分煤粉发生水煤气反应生成所需要的水煤气，同时熔解在铁水中的混合物料粉与部分煤粉反应生成所需要的的高纯生铁，取消了为常规水煤气发生装置准备原料的焦化这一污染严重和耗能高的工艺和设备投资。本发明提出的煤气发生装置具备多功能，可同时生产水煤气和高纯生铁，提出的水煤气制备方法环境友好，生成的水煤气成本低。

摘要： 本发明公开了含轻质油水煤气变换方法和含轻质油水煤气变换系统。其中，含轻质油水煤气变换方法包括：（1）将含轻质油水煤气通入具有催化剂的变换炉内并发生氧化还原反应，以便得到含有二氧化碳、氢气、水蒸气和气态轻质油的混合气体；（2）将混合气体进行第一冷却处理，以便得到水、轻质油和二氧化碳、氢气、水蒸气以及气态轻质油的第一气液混合物；（3）将气液混合物进行第一气液分离，以便得到含有水和液态轻质油的第一液体混合物和含有二氧化碳、氢气的第一煤气。利用上述方法对含轻质油水煤气进行处理能够显著减少过热蒸汽的消耗，能耗少、成本低。

摘要： 本发明公开了一种逆水煤气变换催化剂用于逆水煤气变换反应的方法，所述的方法为：（1）催化剂的活化：采用60-100目的镍铈催化剂作为逆水煤气变换催化剂，以高纯二氧化碳气体在600-800°C对镍铈催化剂活化处理1-2小时；（2）逆水煤气变换反应：将活化处理后的镍铈催化剂与60-100目的石英砂按照1:2.5-3的重量比例混合均匀，通逆水煤气原料气，600-800°C下催化反应获得水煤气。本发明选用镍铈催化剂用于逆水煤气变换反应，同时采用高纯二氧化碳气体进行活化，活化效果好，催化反应时具有良好的催化活性、热稳定性，且成本低。

摘要： 本发明公开了含轻质油水煤气变换方法和含轻质油水煤气变换系统。其中，含轻质油水煤气变换方法包括：（1）将含轻质油水煤气通入具有催化剂的变换炉内并发生氧化还原反应，以便得到含有二氧化碳、氢气、水蒸气和气态轻质油的混合气体；（2）将混合气体进行第一冷却处理，以便得到水、轻质油和二氧化碳、氢气、水蒸气以及气态轻质油的第一气液混合物；（3）将气液混合物进行第一气液分离，以便得到含有水和液态轻质油的第一液体混合物和含有二氧化碳、氢气的第一煤气。利用上述方法对含轻质油水煤气进行处理能够显著减少过热蒸汽的消耗，能耗少、成本低。

摘要： 本发明公开了一种逆水煤气变换催化剂用于逆水煤气变换反应的方法，所述的方法为：（1）催化剂的活化：采用60-100目的镍铈催化剂作为逆水煤气变换催化剂，以高纯二氧化碳气体在600-800°C对镍铈催化剂活化处理1-2小时；（2）逆水煤气变换反应：将活化处理后的镍铈催化剂与60-100目的石英砂按照1:2.5-3的重量比例混合均匀，通逆水煤气原料气，600-800°C下催化反应获得水煤气。本发明选用镍铈催化剂用于逆水煤气变换反应，同时采用高纯二氧化碳气体进行活化，活化效果好，催化反应时具有良好的催化活性、热稳定性，且成本低。

摘要： 本发明公开了一种绝热控温型变换炉，其包括沿竖直方向延伸的壳体，在壳体内沿高度方向设置有第一反应区和第二反应区，在第一反应区和第二反应区之间设置有一冷激气腔；在第一反应区内不设置换热装置；沿高度方向，在第二反应区内设置有至少三个换热管组，在壳体的顶部设置有原料气入口，在壳体的底部设置有变换气出口。本申请还公开了采用上述绝热控温型变换炉的水煤气变换工艺。利用本申请，能够使第二反应区内的最高反应温度与最低反应温度差控制在30‑40°C，且使第二反应区内从上到下的反应温度沿一弧线平稳移动，使第二反应区内的反应温度处于最高反应温度区域内。

摘要： 本申请公开了水煤气变换工艺，步骤为：(1)水煤气分成两路进入到预变炉内进行过滤，然后从预变炉排出后形成为滤后煤气；两路水煤气分别经中温换热器和直接进入到预变炉内；(2)滤后煤气进入到变换炉内进行变换反应，从变换炉排出后形成为变换气；(3)变换气分成两路，分别经中温变换器和直接进入到废热锅炉的管程内。本申请还公开了水煤气变换装置。利用本申请能够较好的控制水煤气进入到预变炉的温度，从而保证变换炉的入口温度。

摘要： 本实用新型公开了一种用于水煤气变换反应的变换装置，其包括预变炉、变换炉、废热锅炉和中温换热器，进气管经中温换热器连通预变炉的第一进气口，预变炉的第一排气口经中间管连通变换炉的第二进气口，变换炉的第二排气口连接有一变换气主管，该变换气主管依次经甲烷化加热器和中温换热器后连通废热锅炉第三进气口；在变换炉的第二排气口与废热锅炉的第三进气口之间连接有一旁路温控管，在该旁路温控管上设置有第一控制阀组；在中间管上连接有一冷激气管，该冷激气管连接到变换炉的两个相邻的床层之间；在废热锅炉上设置有一蒸汽出口，该蒸汽出口连接到加热炉上。利用本申请能够较好的控制水煤气进入到预变炉的温度，从而保证变换炉的入口温度。