甲醇部分氧化重整制氫過程研究.pdf

1、甲醇制氫作為一種綠色能源技術(shù)可同時解決能源和環(huán)保兩大問題,因此倍受國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注.該文目的--研制開發(fā)以甲醇為原料的經(jīng)濟、方便、更具應(yīng)用前景的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的氫源.基于對甲醇制氫反應(yīng)機理的分析,該文選用工業(yè)合成氨變換反應(yīng)催化劑,并采川單因素分析和均勻設(shè)計實驗方法研究Cu系、Fe系變換反應(yīng)催化劑對甲醇制氫反應(yīng)的催化作川及性能;研究甲醇分解、甲醇水蒸氣重整、甲醇氧重整、甲醇部分氧化制氫的反應(yīng)行為,研究過程耦合技術(shù)在甲

2、醇部分氧化制氫技術(shù)中的應(yīng)川,旨在為燃料電池電動車提供比現(xiàn)有技術(shù)更具應(yīng)用前景的供氫技術(shù),形成更利于裝車的可移動氫源.研究結(jié)果表明:用于合成氨變換反應(yīng)的Cu系、Fe系催化劑對甲醇制氫均具有良好的雙功能催化作川.在甲醇部分氧化中,Fe系催化劑表現(xiàn)出比Cu系、Cr系催化劑更為優(yōu)良的催化性能,且操作彈性大,活性好,廢催化劑不污染環(huán)境.合成氨變換Fe系催化劑用于甲醇部分氧化制氫,適宜的工藝條件為氧醇比0.28,水醇比1.5,空速989h-1.在此條

3、件下,H2含量64％,CO含量3.4％,甲醇轉(zhuǎn)化率99％,氫選擇性2.2(mol/mol),氫產(chǎn)率2.2(mol/mol),進一步降低CO含量后,即可成為燃料電池的可移動氫源.尚次將過程耦合技術(shù)應(yīng)用于Fe系催化劑上的甲醇部分氧化制氫并獲得成功.實現(xiàn)了反應(yīng)與還原過程耦合,吸熱與放熱反應(yīng)耦合,反應(yīng)與傳熱耦合,使甲醇制氫過程能量利用更加合理,不再需要外部供熱熱源,具有快速多次啟動的特點.該文提出的甲醇部分氧化制氫技術(shù)、工藝條件及過程耦合效應(yīng)對