板翅式反应器中甲醇水蒸气重整制氢

研制了一种高效板翅式反应器,其特点是体积相对较小,便于放置,便于扩大规模;集预热、气化、重整、催化燃烧于一体;板翅式反应器内部热量利用合理,放热反应与吸热反应、气化与冷却之间实现了较好的热量耦合;可实现完全自供热.在反应器中进行了一系列甲醇水蒸气重整的实验,考察了不同条件对甲醇重整制氢过程的影响、对反应器床层温度分布的影响,及反应器的稳定性.另外,由于板翅式结构的良好传热性,甲醇水蒸气重整在获得较高转化率的同时重整气中CO浓度较低,且反应器的稳定性良好.     

甲醇水蒸气重整制氢研究进展

氢气需求的持续增长,带动制氢技术的不断进步。煤制氢技术投资较高,天然气制氢原料来源受到限制,电解水制氢成本较高。甲醇制氢投资适中,适合各种规模的制氢装置,铜基催化剂反应温度低,低温活性和氢气选择性好,价格低廉,因而甲醇制氢技术得到广泛应用。催化剂载体和助剂的改进研究,对工业催化剂的改进具有重要的指导意义。综述甲醇水蒸气重整制氢工艺、反应机理和催化剂,介绍了催化剂载体和助剂等方面的研究进展情况。     

甲醇水蒸气重整制氢研究进展

介绍了国内外甲醇-水蒸气重整制氧的研究进展,包括反应机理,热力学、动力学模型,以及催化剂的制备情况,并对其未来发展作了展望.     

燃料电池氢源技术--中低温乙醇水蒸气重整制氢研究

采用浸渍-热分解法制备了一种纳米Ni/Y2O3催化剂,并应用X射线衍射、BET比表面测试分析手段对该催化剂的结构性能进行了表征,采用固定床反应器对催化剂的催化性能进行测试。结果表明:该催化剂对乙醇的水蒸气重整反应表现出较高的活性和稳定性,可作为燃料电池氢源技术中乙醇重整器的候选催化剂。     

甲醇水蒸气重整制氢固定床反应器的数学模拟

建立二维拟均相固定床反应器数学模型用于描述Cu₅₀Zn₃₀Ce₁₀Al₁₀催化剂颗粒的甲醇水蒸气重整制氢反应过程,该模型由流体相的质量、热量和动量传递方程组成,耦合催化剂颗粒内部的扩散-反应模型。通过将模型预测值与实验数据进行比较,验证反应器数学模型的准确性。在此基础上,分析关键组分CO₂和CO的效率因子随床层轴向的变化规律以及催化剂床层的轴径向温度分布。结果表明：催化剂床层的轴径向温差较大,导致CO₂效率因子变化较大,而CO由于浓度低,反应速率慢,其效率因子变化不明显。     

一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢反应装置及方法

本发明公开了属于石油化工技术领域的一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢反应装置及方法。该装置包括混合器、格栅式流化床反应器、旋风分离器、再生反应器、第一料封、第二料封。该方法主要包括格栅式流化床反应器吸附增强甲烷水蒸气重整和吸附剂煅烧再生两个主要步     

催化剂颗粒形状对甲烷水蒸气重整反应的影响及工业反应器模拟

甲烷水蒸气重整工艺是现阶段最主要的工业制氢技术,催化剂颗粒形状和反应器操作条件是影响重整反应器性能和产物组成的重要因素。首先从颗粒尺度研究催化剂形状对甲烷水蒸气重整反应的影响,在不同的反应温度和压力下,计算并比较了球形、柱形和环形催化剂的效率因子,其大小顺序为:柱形 < 球形 < 环形。其次,将反应器床层的质量、热量和动量传递与环形催化剂颗粒的扩散-反应方程相结合,建立了用于描述甲烷水蒸气重整工业反应器的一维轴向数学模型。计算并分析了反应器进口温度和压力对反应器床层的温度和压力分布、催化剂效率因子以及甲烷转化率和各组分浓度分布的影响,确定了适宜的工业反应器进口温度和压力,分别为773 K和3 MPa。     

平板微反应器内甲烷催化部分氧化重整数值分析

联合使用可以计算表面反应的化学反应动力学软件CHEMK IN4.0和计算流体力学软件CFD,对平板微反应器中Rh催化剂涂层上甲烷部分氧化重整制合成气进行了数值分析,并探讨了反应通道高度和长度对反应性能的影响。结果表明:在较短的接触时间内,能够得到较高的甲烷转化率和稳定的合成气组分,氢气与一氧化碳的摩尔比在1.5—2.0;在绝热边界条件下,反应通道高度增大,甲烷的转化率、出口氢摩尔分数以及氢选择性降低,出口温度升高;反应通道长度增大,甲烷的转化率、出口氢摩尔分数以及氢选择性提高,出口温度降低。     

平板微反应器中甲烷蒸气重整与甲烷催化燃烧的耦合分析

针对间隔式甲烷蒸气重整与甲烷催化燃烧的平板微反应器,建立了二维稳态多组分传输反应的耦合模型,探讨在甲烷催化燃烧侧进口条件不变的情况下,甲烷蒸气重整侧进口速度以及反应通道长度对反应性能及热量匹配的影响.结果表明,可以通过调整重整侧甲烷进口速度来实现热量的良好匹配;增大反应通道的长度可以提高重整侧的甲烷转化率和降低反应器出口的温度.     

微反应器在重整制氢系统中的应用与进展

微反应器在传质、传热、反应效率等方面都明显优于传统反应器,具有微尺度、节能、安全、稳定等诸多优点。从微制氢系统组成、微制氢反应器的加工、催化剂装载和连接密封等方面对微反应器在重整制氢系统中的应用进行综述。     

Advances on methane steam reforming to produce hydrogen through membrane reactors technology: A review

Methane steam reforming is the most common industrial process used for almost the 50% of the world’s hydrogen production. Commonly, this reaction is performed in fixed bed reactors and several stages are needed for separating hydrogen with the desired purity. The membrane reactors represent a valid alternative to the fixed bed reactors, by combining the reforming reaction for producing hydrogen and its separation in only one stage. This article deals with the recent progress on methane steam reforming reaction, giving a short overview on catalysts utilization as well as on the fundamentals of membrane reactors, also summarizing the relevant advancements in this field.     

用于分布式制氢的甲烷蒸汽重整膜反应器的数值模拟

采用反应-分离集成的膜反应器进行分布式制氢,对简化工艺、降低能耗、提升技术经济性至关重要。本文采用数学模型对甲烷蒸汽重整制氢过程膜反应器进行模拟,系统分析了渗透侧操作策略、反应压力、反应温度、钯基膜性能、催化剂性能对反应器行为的影响;并以1m³/h甲烷最大程度转化为目标进行分布式制氢案例分析,详细比较膜反应器技术与“常规反应器+膜分离”工艺技术。结果表明,膜反应器在反应压力30atm（1atm=101325Pa）、反应温度500℃下操作可实现紧凑设计,比“常规反应器+膜分离”工艺技术具有明显优势,但是亟需研发更佳活性（10倍）的钯基膜和催化剂以实现显著的过程强化。模拟结果可为不同规模分布式制氢膜反应器的操作与设计及进一步的性能强化提供指导。     

烃类水蒸汽重整制氢研究进展

烃类水蒸汽重整是工业上大规模制氢的主要方法.综述了近十年来国内外烃类水蒸汽重整制氢技术的研究进展,重点从催化剂以及反应工艺方面进行介绍及评述,并指出烃类水蒸汽重整制氢的重点发展方向.     

负载型金属催化剂在乙醇水蒸气重整制氢中的应用

系统地阐述了近年来对乙醇水蒸气重整制氢催化剂的研究进展;对影响催化剂性能的因素及对策进行了分析与讨论;展望了乙醇水蒸气制氢催化剂的研究方向.     

国内外蒸汽转化制氢催化剂及工艺进展

本文分别对烃类蒸汽转化制氢技术中涉及的原料、工艺、设备及催化剂等方面的国内外进展进行了讨论，评述了烃类蒸汽转化制氢技术的发展趋势并提出有关建议。     

典型碳氢化合物水蒸气重整制氢研究进展

  烃水蒸气重整是目前获取氢能源的重要方法之一,而甲烷、汽油和柴油作为典型烃类原料可满足于不同规模氢能源的需求。本文重点从催化剂、反应工艺和反应机理及动力学三个方面对甲烷、汽油和柴油蒸汽重整制氢进行介绍和评述。指出甲烷重整制氢镍基催化剂的改性和反应器设计以及反应条件的优化是其必然的发展趋势,汽油和柴油重整制氢催化剂未来设计必须具备高抗硫性和抗积炭性。此外,需加强甲烷、汽油和柴油蒸气重整制氢的机理和动力学研究。     

热解油模型化合物甲醇的蒸汽转化制氢研究

研究了Ce促进的Ni基镁橄榄石催化剂上热解油模型化合物甲醇的水蒸汽转化制氢反应过程，得到活性和稳定性较好的催化剂。浸渍法制备了添加Ce的Ni基镁橄榄石催化剂，Ce的添加改善了催化剂的活性和稳定性。催化剂活性受镍铈原子比的影响，选择合适的镍铈原子比可以得到性能较好的催化剂。在750 ℃、水与甲醇物质的量比为1.5和气体体积空速11 200 h^－1条件下，6%Ni－3%Ce/Olivine催化剂有最好的催化效果，此条件下，甲醇转化率达到85.72%，氢气收率为55.31％。     

生物油水蒸气催化重整制氢研究进展

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。