膜反應(yīng)器內(nèi)甲烷臨氧耦合二氧化碳重整特性研究.pdf

1、全球變暖和能源危機(jī)作為人類(lèi)所面臨的兩個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題,越來(lái)越受到各國(guó)政府的重視,而改變這兩大問(wèn)題就需要不斷開(kāi)發(fā)新型的能源利用方式。解決此兩大問(wèn)題的關(guān)鍵就是要從能源利用源頭上來(lái)進(jìn)行深入的研究。甲烷和二氧化碳作為溫室效用的最為重要的物質(zhì),對(duì)其的研究越來(lái)越成為世界研究人員的熱點(diǎn)。甲烷臨氧耦合二氧化碳重整反應(yīng)是將甲烷和二氧化碳以及氧氣作為反應(yīng)原料,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┍砻孢M(jìn)行反應(yīng),得到一定比例的氫氣與一氧化碳的合成氣。這種反應(yīng)能夠?qū)⒍趸甲鳛橐环N變廢為

2、寶的利用方法,同時(shí)能夠解決甲烷利用過(guò)程中轉(zhuǎn)化率不高,過(guò)程能耗過(guò)高,又能緩解全球變暖的嚴(yán)峻問(wèn)題。
　　本文以甲烷和二氧化碳作為主要反應(yīng)物質(zhì),并在反應(yīng)中添加適當(dāng)?shù)难鯕夂退魵?分析并研究了兩種反應(yīng)器下的甲烷臨氧反應(yīng)特性。從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面考察了在普通反應(yīng)器和膜反應(yīng)裝置內(nèi)反應(yīng)操作條件以及原料配比對(duì)重整反應(yīng)的影響。
　　分析與研究結(jié)果表明,溫度、氧碳比、二氧化碳甲烷比以及有無(wú)氧氣存在對(duì)兩種反應(yīng)器內(nèi)的甲烷和二氧化碳轉(zhuǎn)化率有極為重要的

3、影響。無(wú)論是普通反應(yīng)器內(nèi)的甲烷臨氧反應(yīng)還是膜反應(yīng)器內(nèi)的甲烷臨氧反應(yīng),溫度升高都有利于甲烷轉(zhuǎn)化率和二氧化碳轉(zhuǎn)化率的提高。對(duì)普通反應(yīng)器,氧碳比變化時(shí),甲烷轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)一個(gè)上升的變化趨勢(shì),而二氧化碳轉(zhuǎn)化率表現(xiàn)出逐漸下降的變化趨勢(shì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果有較為一致的變化情況,實(shí)驗(yàn)中甲烷轉(zhuǎn)化率從67.4％上升到97.5％,二氧化碳轉(zhuǎn)化率從87.7％下降到38.8％。
　　氧碳比能夠作為調(diào)節(jié)產(chǎn)物含量的一個(gè)因素,但是調(diào)節(jié)范圍相對(duì)較窄。對(duì)膜反應(yīng)器,

4、當(dāng)氧碳比從0.1增加到0.8時(shí),甲烷轉(zhuǎn)化率從58.34％逐漸上升到88.29％,二氧化碳轉(zhuǎn)化率從90.51％下降到76.49％。
　　二氧化碳甲烷比變化時(shí),對(duì)普通反應(yīng)器,當(dāng)二氧化碳甲烷比增加時(shí),甲烷轉(zhuǎn)化率表現(xiàn)為上升的趨勢(shì),二氧化碳轉(zhuǎn)化率表現(xiàn)為下降的趨勢(shì),對(duì)膜反應(yīng)器,當(dāng)二氧化碳甲烷比從0.1增加到1.9時(shí),甲烷轉(zhuǎn)化率表現(xiàn)出先不斷上升的趨勢(shì),之后趨向于穩(wěn)定的值,其相比理論結(jié)果,甲烷轉(zhuǎn)化率趨向于穩(wěn)定值對(duì)應(yīng)的二氧化碳甲烷比從1.1轉(zhuǎn)移到1