水蒸气重整

摘要： 氢气是一种清洁、高效且在未来极具潜力替代化石燃料的可再生能源,但目前氢能在运输、储存过程存在的"氢脆"问题制约了其发展。在微反应器内连续、安全且高效进行低碳醇水蒸气重整制氢可为车载燃料电池和分布式加氢站供氢,对氢能替代化石燃料具有促进作用。对低碳醇水蒸气重整制氢反应机理、重整催化剂、微反应器内催化剂载体板以及低碳醇水蒸气重整制氢微反应器的研究进展进行了综述,指出了该制氢技术目前存在的问题,并针对性提出了未来该技术的研究方向。

摘要： 采用微型流化床反应分析仪(MFBRA)考察了不同温度(T,750~950°C)和水蒸气分压(SP,10%~30%)下生物质焦油水蒸气重整过程中的气体生成、气体产物中总碳转化和焦油转化等反应特性,求算反应动力学,并与焦油热裂解特性进行比较。在热裂解过程中,随温度增加,各气体(H_(2)、CH_(4)、CO、CO_(2))产率和气体产物中的总碳转化率增加,反应时间缩短。而在焦油水蒸气重整过程中,等温下的反应时间明显延长,且H_(2)、CH_(4)、CO产率和气体产物中的总碳转化率显著提升,而CO_(2)产率在850°C时有最大值。在焦油水蒸气重整过程中,不仅有焦油裂解,还有裂解产物与水蒸气的反应,促进碳转化。在950°C、SP=30%条件下,气体产物中的总碳转化率达到92.34%。水蒸气作用下,气体组分的产率和气体产物中的总碳转化率增加,而等温条件下的反应速率下降。水蒸气分压对各气体组分的影响具有差异性。随分压增加,CO、CH_(4)的生成速率和气体产物中的总碳转化的反应速率增加;H_(2)生成速率逐渐下降,速率稳定段扩大;CO_(2)生成速率在850°C时有最大值。采用均相模型求取焦油水蒸气重整反应过程中的活化能,气体产物的生成活化能(H_(2)、CO、CO_(2)和CH_(4))、气体产物中的总碳转化及焦油转化的活化能明显偏低,分别为90.10、42.01、58.56、64.92、61.44和63.26 kJ/mol,对应数值明显小于焦油热裂解,说明水蒸气对焦油重整反应的促进作用。最后,将焦油热裂解动力学数据与文献数据对比,验证了MFBRA对焦油水蒸气重整反应测试的可行性和分析结果的准确性。

摘要： 油气类挥发性有机化合物(VOCs)是一类重要的大气污染物质。基于化学链燃烧原理,以油气类VOCs的代表性物质之一正己烷为处理对象,开展了正己烷的脱除实验研究。首先基于固定床反应器进行了正己烷与氧化态铜基载氧体的直接化学链燃烧反应实验,发现当反应温度低于350°C时,正己烷的脱除率和载氧体的还原利用率均较低,而将反应温度提高到400°C以上时,载氧体上产生了大量积炭,表明直接的化学链燃烧无法较好的脱除正己烷。为此,探索了先对正己烷进行水蒸气重整将其转化为易于化学链燃烧的H;和CO,然后再对H;和CO进行化学链燃烧,即耦合了水蒸气重整和化学链燃烧的方法。基于该方法的正己烷脱除实验中,发现在正己烷液相空速1.0 h;、水碳比1.0和反应温度高于420°C的条件下,在7.5 min时,正己烷脱除率和载氧体还原利用率均高于75%且无积炭发生,表明耦合了水蒸气重整的化学链燃烧工艺可较好的处理正己烷。载氧体的XRD表征结果表明,在本工艺的化学链燃烧反应中铜基载氧体的氧化态物种为CuO,而还原态物种为Cu。

摘要： 为优化甲醇催化燃烧加热的甲醇水蒸气重整制氢反应器性能,采用数值模拟的方法研究了反应器内耦合化学反应的传热传质过程,分析了进口流量、进料温度和水醇比对温度和反应性能的影响。结果表明:反应器温度分布受到吸放热反应的影响,并且由于热量不平衡而容易产生热点。进料温度对反应器温度影响较小,接近重整通道平均温度可以减小进口处温升。增加水醇比有利于提高甲醇转化率,但造成CO浓度轻微增加。当重整通道进口流量为2.0×10^(-7) kg/s,燃烧通道进口流量为9×10^(-8) kg/s,进料温度为543.15 K,水醇比1.3时,反应器内最大温差达到最小值为15.82 K,重整通道内平均温度为544.34 K,出口H_(2)摩尔分数为0.63,CO摩尔分数为0.0034。

摘要： 熔融盐具有良好的热化学稳定性、较大的导热系数及较低的熔点,是一种非常有前景的裂解反应介质和催化剂.采用三元碱金属碳酸盐(Li2 CO3-Na2 CO3-K2 CO3)体系,探究熔融盐催化甲苯裂解及水蒸气重整的反应规律,并对其产物进行分析.结果表明:甲苯高温裂解产生了H2、CH4、部分液相多环芳烃和积碳,且随着反应温度升高,甲苯转化率提高;熔融盐促进了甲苯甲基上的C—H键断裂,增加了气体和多环芳烃的产量,与无熔融盐热裂解相比甲苯转化率明显提高;水蒸气的引入改变了甲苯的热转化路径及产气组成,增加了小分子气体H2、CO、CO2的产量,减少了PAHs的生成,且可使积碳量明显降低;在熔融盐条件下,甲苯与水蒸气反应积碳量较无熔融盐中显著降低,气体产量则明显增加.

摘要： 氢气作为重要的清洁能源和化工原料,目前主要来源于化石燃料,而生物质经快速热解制得生物油用于水蒸气催化重整制氢被认为是一种高效、环保、经济的可再生能源制氢途径.本文首先综述了近年来生物油水蒸气催化重整制氢相关反应原料;然后重点讨论了生物油水蒸气催化重整反应催化剂研究近况;总结了生物油水蒸气重整反应机理与动力学分析;最后列举了重整反应器等方面的研究进展.相比于生物油,生物油模型化合物因结构简单、转化率与氢气收率高,得到广泛研究;以Ni为代表的活性金属组分催化活性高,金属间协同作用强;不同类型的载体可增强催化剂的稳定性,碱性载体还可吸收CO2、提高催化剂抗积炭、防烧结等方面的性能;不同结构的反应器在性能方面表现各异,主要以固定床反应器为主.研制高活性、稳定性强的催化剂,提高重整反应的循环稳定性,并总结最符合动力学规律的反应机理,以及研发高效的反应器是今后生物油水蒸气催化重整制氢研究的重点.

摘要： 构建了CH4-O2-N2-H2O反应体系,对介质阻挡放电条件下甲烷水蒸气重整和部分氧化制氢反应过程进行了研究,考察了H2O/CH4物质的量比、O2/N2物质的量比、气体总流量、放电电压及放电频率等参数对制氢效率的影响,并基于发射光谱原位诊断法分析了反应机理.结果 表明,甲烷转化率和氢气产率随着H2O/CH4物质的量比、O2/N2物质的量比和放电电压的增加而增加,而随着反应气体总流量的增加而减小,随着放电频率的增加先增大后减小,在9.8 kHz处取得最大值.在H2O/CH4物质的量比1.82、O2/N2物质的量比2.1、总流量136 mL/min、放电电压18.6 kV及放电频率9.8 kHz的条件下,甲烷转化率与氢气产率分别达47.45％和21.33％.甲烷和水蒸气等反应物分子通过电子解离产生CHx·、H·、OH·、O·等自由基,进而通过自由基间的碰撞反应生成H2;H·自由基一方面来源于CH4的电子解离;另一方面来源于水蒸气一次解离以及OH·的进一步离解.部分氧化反应主要表现为O2电子解离形成的O·自由基以及水蒸气一次反应产物OH·自由基进一步离解形成的O·自由基对CH2·自由基的氧化.

摘要： 采用水热晶化的方法制备了花球状镁铝层状水滑石材料,经过高温焙烧和氢气还原成功制备了镁铝复合氧化物负载的Ni-Co合金催化剂.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附测试、粉末X射线衍射、程序升温还原等技术表征了所制备催化剂的物理化学性质,并且测试了所制备催化剂催化正十二烷水蒸气重整制氢性能.实验结果表明:水热晶化后催化剂的前驱体是花球状层状水滑石结构,焙烧后催化剂以复合氧化物的结构存在,且存在非常丰富的介孔和大孔.通过调控Co的加入量,可以调控金属载体相互作用的强度及金属颗粒尺寸.还原后,Ni和Co形成合金且均匀地分布在层状薄片镁铝复合氧化物上面.所制备的催化剂用于正十二烷水蒸气重整制氢,结果显示,相比于Ni单金属催化剂,形成Ni-Co合金的催化剂的活性及产氢率均有较大程度的提升,且抗积碳性能大幅度提高.这归因于Ni-Co协同的合金状态和较小的金属纳米颗粒尺寸.

摘要： 采用等体积浸渍法,通过改变浸渍顺序制备了Cr2O3/CuO-CeO2,CuO/Cr2O3-CeO2,CuO-Cr2O3-CeO2催化剂,评价了催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的催化性能;结合XRD、N2吸附-脱附和H2-TPR等表征方法,研究了Cr浸渍顺序对CuO-CeO2催化剂结构及其催化性能的影响.实验结果表明,CuO晶粒粒径、Cu比表面积和还原性质主要受Cr浸渍顺序的影响;Cr2O3/CuO-CeO2催化剂的CuO晶粒粒径较小、Cu比表面积较大、表相CuO的还原温度较低,因此具有较好的催化活性.在反应温度为260°C、水与甲醇的摩尔比为1.2、甲醇水蒸气气态空速为1760 h-1的条件下,Cr2O3/CuO-CeO2催化剂的甲醇转化率达100％,较未掺杂助剂Cr的催化剂高9.97百分点.

摘要： 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.

摘要： 采用燃烧法制备了钙钛矿型氧化物LaFe1-xNixO3(x=0.1、0.15、0.2、0.3)用于甲烷化学链水蒸气重整过程，通过两步分别获得合成气(H2+CO)和H2。在固定床反应装置上考察甲烷与载氧体的部分氧化过程以及还原态的载氧体与水蒸气的氧化反应过程。结果表明，CH4与LaFe1-xNixO3载氧体恒温反应的最佳温度为800-850°C，反应的前10min甲烷与载氧体以部分氧化为主，主要生成合成气H2和CO.10min之后反应以CH4裂解为主。水蒸气氧化阶段，Ni的掺杂量为x=0.1和x=0.3时的H2浓度最高，分别为7.2％和8.3％。

摘要： 本文考察了涂层组分、比例对整体式催化剂理化特性及其在甘油水蒸气重整制氢反应中催化性能的影响.通过考察Ce-Zr摩尔比及La 的添加对催化剂活性的影响,确定了Ce-Zr-La摩尔比为1∶1∶1为最优条件。整体式催化剂的活性得到明显改善,在甘油浓度为10％，空速为3.07h-1,在温度考察范围内甘油完全转化为气相产物,氢气选择性递增，并趋于平稳，最高可达90.85％;随着空速增大，甘油浓度的增加，氢气选择性减小，甘油气相转化率降低，但仍可保持较好的转化效果。

摘要： 本文提出了一种新颖的可以连续操作的吸附增强式水蒸气重整制氢过程，并对吸附反应器建立了数学模型。在该反应器中，吸附剂颗粒通过反应气体携带穿过固定床催化剂;吸附剂在反应器外进行气固分离和再生，实现了吸附反应和吸附荆再生的解耦。以CaO作为吸附剂，模拟考察了吸附剂对水蒸气重整反应的强化效果，表明在低温下即可实现甲烷的高转化率。同时还指出入口温度、操作压力、水碳比、吸附剂体积分率和初始吸附荆转化率等重要的操作参数的合理选择对过程有显著的影响。

摘要： 以坡缕石为载体用共沉淀法制备了Ni-Fe/坡缕石催化剂，考察了不同煅烧温度、反应温度、水/碳比（S/C）条件下该催化剂对杏核热解焦油水蒸气重整制富氢气体的性能，对Ni-Fe/坡缕石催化剂进行了SEM, BET, XRD 结构表征，并与其它三种催化剂（石英砂，白云石，商业镍基催化剂Z409）进行了对比考察。结果表明，Ni-Fe/坡缕石催化剂有良好的低温活性和抗积碳能力，在500°C，WHSV 为0.62 和S/C 为4.3 的条件下，碳转化率达到了92.1%，在连续5 小时的实验中未发现失活现象，而相同条件下Z409 催化剂的活性寿命仅为90 分钟。

摘要： 采用FLUENT 流体力学软件对甲烷水蒸气重整过程进行了热力学计算。重点研究了不同水碳比S/C 以及平衡温度T 对平衡组成的影响。结果显示，在S/C＝4 左右，T>700°C条件下，重整气中H2 摩尔浓度大于70%，CH4 转化率接近100%。采用负载型贵金属催化剂对计算结果进行了实验验证，结果表明在T>700°C时计算值与实验值误差很小，两者总体趋势符合很好。计算结果对甲烷水蒸气重整制氢系统操作参数的优化具有重要参考价值。

摘要： 本文主要研究了纳米复合氧化物Ni/ZrO-AN催化剂上低HO/CH摩尔比的甲烷水蒸气重整反应.在高温800°C和低HO/CH摩尔比=1.0条件下,该催化剂在连续400h的反应时间内活性稳定于88﹪CH转化率的水平,且表面几乎不产生积碳;而同样条件下的传统负载型Ni/ZrO-CP和商业Z107催化剂活性较低,在反应气CH的空速为48L(h·g)时,催化剂很快发生不可逆失活,表面有明显积碳生成.

摘要： 以Cu/Zn/Al和Cu/Zn/Al/Ce系列催化剂用于甲醇水蒸气重整制氢,考察了不同组成、不同的催化剂制备方法、反应温度等因素对催化剂性能的影响.结果表明:铈的添加对Cu/Zn/Al催化剂的低温活性有较大的提高,适宜的铈含量为5％;并流共沉淀法比速分解法制备的催化剂活性高;催化剂在210°C、2h-1时就具有较高的活性和选择性.

摘要： 该文以Ni为主活性级全、AIO为载体的催化剂对汽油部分氧化、水蒸气重整制氢耦合反应进行了研究。考察了反应温度、氧油比变化对汽油转化率、产氢率的影响，该课题的研究为实现离子交换膜燃料电池汽车车载汽油作为制氢燃料提供了一定的的科学依据，为研制汽油部分氧化、水蒸气重整制氢耦合反应的催化剂提供启示。

摘要： 对生物质快速裂解油在700～900°C下进行了高温裂解、水蒸气重整和水蒸气催化重整试验。试验结果表明：温度是影响反应结果的关键因素，在较高温度下(>800°C)，水蒸气的存在更好地促进了生物质油裂解中间产物的水气变换反应。镍基催化剂的存在可以在较低温度下得到较高的氢摩尔分率、目的产品气纯度、氢产率和气相产品碳元素选择性。在有足量水蒸气存在的情况下，温度高于850°C时，镍基催化剂只对气相产品中的一氧化碳和甲烷的水气变换反应有促进作用，气相产品碳元素总体选择性此时只受温度的影响。对冷凝相副产物进行了的GC-MS分析，初步建立了生物质快速裂解油水蒸气催化重整制氢的反应历程。

摘要： 本发明提供展现更高的水蒸气阻隔性的水蒸气阻隔树脂、水蒸气阻隔涂布剂、水蒸气阻隔膜及水蒸气阻隔层叠体。本发明的水蒸气阻隔树脂是，使共聚物(C)的羧酸基及/或酸酐基，与有机金属络合物(D)进行反应所形成，且在共聚物(C)之间具有金属交联，所述共聚物(C)是不饱和烃单体(A)与不饱和羧酸及/或不饱和二羧酸酐(B)进行聚合而成。本发明的水蒸气阻隔涂布剂含有本发明的水蒸气阻隔树脂与溶剂(E)。本发明的水蒸气阻隔膜是含有本发明的水蒸气阻隔树脂的膜。水蒸气阻隔层叠体是通过将本发明的水蒸气阻隔膜层叠于基材膜的至少一面上而形成的。

摘要： 本发明涉及一种用于在生产合成气体的可加热重整反应器中生产工艺蒸气和锅炉给水水蒸气的方法。通过根据本发明的方法，可以使用从烃类和水蒸气生产的合成气体的显热以便得到两种类型的蒸气，这两种蒸气相应地是在锅炉给水和工艺冷凝液的加热和蒸发过程中产生，并且其中该方法还包括所包含于该合成气体中的一氧化碳的转化，并且其中该方法包括使用来自该重整反应器的加热器的烟气来任选地加热该锅炉给水。通过该方法，可以更有效地使用该合成气体的和来源于该加热器的烟气的显热，其中由烟气管道中的波动的供热引起的、来自该烟气加热器的缺点得以避免。本发明进一步涉及一种装置，通过该装置可以施行所述方法。

摘要： 本发明为一种水蒸气观测装置(10)，包括天线(40)、射频放大器(30)、频率设定部(21)以及水蒸气指标算出部(22)，其中，天线(40)接收从含水蒸气的大气中辐射的电波，射频放大器(30)将接收到的电波放大而生成观测信号，频率设定部(21)根据观测信号来设定精度劣化频率除外的多个观测频率，水蒸气指标算出部(22)使用多个观测频率的谱强度来算出水蒸气指标，由此，能够精度佳地观测水蒸气量。

摘要： 本发明提供展现更高的水蒸气阻隔性的水蒸气阻隔树脂、水蒸气阻隔涂布剂、水蒸气阻隔膜及水蒸气阻隔层叠体。本发明的水蒸气阻隔树脂是，使共聚物(C)的羧酸基及/或酸酐基，与有机金属络合物(D)进行反应所形成，且在共聚物(C)之间具有金属交联，所述共聚物(C)是不饱和烃单体(A)与不饱和羧酸及/或不饱和二羧酸酐(B)进行聚合而成。本发明的水蒸气阻隔涂布剂含有本发明的水蒸气阻隔树脂与溶剂(E)。本发明的水蒸气阻隔膜是含有本发明的水蒸气阻隔树脂的膜。水蒸气阻隔层叠体是通过将本发明的水蒸气阻隔膜层叠于基材膜的至少一面上而形成的。

摘要： 本发明涉及一种用于在生产合成气体的可加热重整反应器中生产工艺蒸气和锅炉给水水蒸气的方法。通过根据本发明的方法，可以使用从烃类和水蒸气生产的合成气体的显热以便得到两种类型的蒸气，这两种蒸气相应地是在锅炉给水和工艺冷凝液的加热和蒸发过程中产生，并且其中该方法还包括所包含于该合成气体中的一氧化碳的转化，并且其中该方法包括使用来自该重整反应器的加热器的烟气来任选地加热该锅炉给水。通过该方法，可以更有效地使用该合成气体的和来源于该加热器的烟气的显热，其中由烟气管道中的波动的供热引起的、来自该烟气加热器的缺点得以避免。本发明进一步涉及一种装置，通过该装置可以施行所述方法。

摘要： 本发明属于能源化工技术领域，提供了一种甲醇水蒸气重整制氢用催化剂及其制备方法与应用、甲醇水蒸气重整制氢反应。本发明提供的催化剂包括氧化物载体和负载在所述氧化物载体上的铜氧化物和富勒烯C60。富勒烯C60具有优异的电子受体性质，能够可逆的捕获和释放电子，能对铜表面电子进行有效调节，控制铜价态的平衡分布和稳定，进而保证了催化剂的稳定性。本发明提供的催化剂，在温度为240°C、压力为0.1MPa，水和甲醇摩尔比为1.2：1，甲醇的质量空速为4.5h‑1的条件下，产氢速率为0.4mol/g/h，CO选择性低于0.3％，在连续反应200h之后结构和性能保持稳定，没有出现失活现象。

摘要： 本发明公开了一种甲醇水蒸气重整制氢催化剂及制备和使用方法，催化剂为组分包括Cu‑Mn‑N‑C/Al2O3的复合物，其中Cu：Mn：Al的摩尔比为1：0.05～0.3：2～5。本发明铜基催化剂通过氮的掺杂可生成Cu‑Mn‑N活性物种，此物种可显著的提高催化剂的活性；同时生成碳层包覆限域结构，这种包覆结构可有效防止活性成份铜纳米粒子的烧结聚集，提高催化剂稳定性，使催化剂在较宽的反应条件下始终保持恒定的制氢效率，提高催化剂的高稳定性和高活性。本发明具有潜在的市场价值。

摘要： 本发明提供一种能通过抑制催化剂粒子的凝聚来良好地维持催化活性，高效地从含烃的重整原料生成含氢的重整气体的水蒸气重整用催化剂结构体以及使用该水蒸气重整用催化剂结构体的重整装置。本发明的水蒸气重整用催化剂结构体(1)是用于从含烃的重整原料制造含氢的重整气体的水蒸气重整用催化剂结构体(1)，其具备：多孔质结构的载体(10)，其由沸石型化合物构成；以及至少一种催化剂物质(20)，其存在于载体(10)内，载体(10)具有相互连通的通道(11)，催化剂物质(20)为金属微粒，存在于载体(10)的至少通道(11)。

摘要： 本发明属于能源化工技术领域，提供了一种甲醇水蒸气重整制氢用催化剂及其制备方法与应用、甲醇水蒸气重整制氢反应。本发明提供的催化剂包括氧化物载体和负载在所述氧化物载体上的铜氧化物和富勒烯C60。富勒烯C60具有优异的电子受体性质，能够可逆的捕获和释放电子，能对铜表面电子进行有效调节，控制铜价态的平衡分布和稳定，进而保证了催化剂的稳定性。本发明提供的催化剂，在温度为240°C、压力为0.1MPa，水和甲醇摩尔比为1.2：1，甲醇的质量空速为4.5h‑1的条件下，产氢速率为0.4mol/g/h，CO选择性低于0.3％，在连续反应200h之后结构和性能保持稳定，没有出现失活现象。

摘要： 本实用新型公开了一种自热重整与水蒸气重整结合的重整器。本实用新型的技术方案是：包括燃烧器模块与水蒸气重整器模块；所述燃烧器模块包括燃烧器用水气化室、燃烧器用燃料气化室、自热重整反应室以及燃烧室；所述水蒸气重整器模块包括水蒸气重整用水气化室、水蒸气重整用燃料气化室以及水蒸气重整反应室，所述高温尾气经过水蒸气重整器模块换热后形成低温燃烧尾气。本实用新型提供的方案通过自热重整法获得氢气用于催化剂燃烧，为水蒸气重整反应提供热量，实现重整器可以使用同一种燃料完成快速启动，且重整气中氢气浓度维持较高水平，无含氮化合物杂质。