“吸附增進法”在甲烷水蒸汽重整、水煤氣變換制氫工藝中的應用.pdf

1、APPLICATIoNoF“SORPTIoNENHANCEDMETHoD”INHYDRoGENPRODUCTIONM己4STEAMMETHANEREFORMINGANDⅥ，ATERGASSHIFTREACTloNSThisThesisSubmittedtoZhejiangNormalUniversityfortheRequirementsfortheDegreeofMasterofSciencebySupervisedbyProfdrJ

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3、二次能源和重要的化工原料，高純氫在能源日益短缺、環(huán)境污染日益嚴重的當代，起著越來越突出的作用。氫氣由于其高效和零污染的特點，帶動了以氫氣為基礎的新型能源經(jīng)濟體的發(fā)展，使氫氣的需求也日益增加。目前工業(yè)中主要的制氫方法還是以三大化石燃料為原料，其中天然氣(甲烷)水蒸汽重整制氫工藝約占世界氫氣產(chǎn)量的80％，該工藝主要包括三個單元，即：甲烷水蒸汽重整、水煤氣變換和變壓吸附。高溫甲烷水蒸汽重整反應意味著高能耗，且C02變壓吸附分離過程相當復雜。為

4、了降低工業(yè)制氫過程中的能耗和簡化流程，有學者提出“吸附增進反應過程“制氫工藝。該“吸附增進法”制氫工藝，通過在催化劑中添加吸附劑來原位吸附反應產(chǎn)生的C02，使得反應在相對較低的溫度下(500600℃)便可深度進行。在大幅度降低過程能耗的同時，工藝過程也得到了簡化。本文圍繞“吸附增進法’’甲烷水蒸汽重整、水煤氣變換反應制氫工藝，針對傳統(tǒng)商品化催化劑不適合新工藝和新型Li2Zr03吸附劑應用于此工藝尚屬空白的問題，通過優(yōu)化條件制備出性能優(yōu)異

5、的Ni／A1203催化劑，在此基礎上，通過在催化劑中加入本課題組通過溶膠凝膠法制備的納米級高效Li2Z由3吸附劑來原位吸附反應產(chǎn)生的C02，優(yōu)化出“吸附增進法“甲烷水蒸汽重整、水煤氣變換制氫工藝條件。以Ni／A1203為催化劑，針對現(xiàn)有商用重整催化劑在500600℃下存在反應物轉化率較低的問題，采用浸漬法制備出適合新工藝特點的催化劑，通過甲烷水蒸汽重整反應對催化劑進行了評價。在所考察的催化劑中，196wt％N獅A1203催化劑活性最高。