“吸附增進(jìn)法”在甲烷水蒸汽重整、水煤氣變換制氫工藝中的應(yīng)用.pdf

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

2、rWeidongZhuDrFuminZhangKeyLaboratoryoftheMinistryofEducationforAdvancedCatalysisMaterialsInstituteofP№sicalChemistryZhejiangNormalUniversityMay2010kk像霉00_lIII：；：毒，√r曩》。爹；、一穸j≥‘“吸附增進(jìn)法”在甲烷水蒸汽重整、水煤氣變換制氫工藝中的應(yīng)用摘要作為清潔、高效、環(huán)保的綠色

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(yán)重的當(dāng)代，起著越來(lái)越突出的作用。氫氣由于其高效和零污染的特點(diǎn)，帶動(dòng)了以氫氣為基礎(chǔ)的新型能源經(jīng)濟(jì)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(gè)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(yīng)意味著高能耗，且C02變壓吸附分離過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。為

4、了降低工業(yè)制氫過(guò)程中的能耗和簡(jiǎn)化流程，有學(xué)者提出“吸附增進(jìn)反應(yīng)過(guò)程“制氫工藝。該“吸附增進(jìn)法”制氫工藝，通過(guò)在催化劑中添加吸附劑來(lái)原位吸附反應(yīng)產(chǎn)生的C02，使得反應(yīng)在相對(duì)較低的溫度下(500600℃)便可深度進(jìn)行。在大幅度降低過(guò)程能耗的同時(shí)，工藝過(guò)程也得到了簡(jiǎn)化。本文圍繞“吸附增進(jìn)法’’甲烷水蒸汽重整、水煤氣變換反應(yīng)制氫工藝，針對(duì)傳統(tǒng)商品化催化劑不適合新工藝和新型Li2Zr03吸附劑應(yīng)用于此工藝尚屬空白的問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化條件制備出性能優(yōu)異

5、的Ni／A1203催化劑，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)在催化劑中加入本課題組通過(guò)溶膠凝膠法制備的納米級(jí)高效Li2Z由3吸附劑來(lái)原位吸附反應(yīng)產(chǎn)生的C02，優(yōu)化出“吸附增進(jìn)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(duì)現(xiàn)有商用重整催化劑在500600℃下存在反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率較低的問(wèn)題，采用浸漬法制備出適合新工藝特點(diǎn)的催化劑，通過(guò)甲烷水蒸汽重整反應(yīng)對(duì)催化劑進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在所考察的催化劑中，196wt％N獅A1203催化劑活性最高。