甲醇在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應(yīng),這是一個(gè)氣固催化反應(yīng),(1)甲醇經(jīng)加壓、計(jì)量送入換熱器,再經(jīng)過過熱器達(dá)到反應(yīng)所需溫度后送入裂解反應(yīng)器。在固定床催化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行甲醇裂解反應(yīng),生成H2和CO。可根據(jù)用戶需求,如需99.99%的純氫,則增加變壓吸附提氫即可。主要原料要求甲醇:符合GB338-2011,工業(yè)一級(jí),純度≥99.5%,氯離子≤0.1mg/L甲醇裂解裝置操作溫度:250~300℃操作壓力:0.1~0.5MPa。甲醇制氫催化劑的選擇與優(yōu)化對(duì)提高產(chǎn)氫速率至關(guān)重要。重慶國(guó)內(nèi)甲醇制氫催化劑
為了更為安全高效地將氫能運(yùn)用到交通領(lǐng)域,人們轉(zhuǎn)向開發(fā)相對(duì)更安全的氫燃料電池,將氫能的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能。河北科技大學(xué)材料學(xué)院教授王波說,氫燃料電池的工作原理是將氫氣的燃燒反應(yīng)拆分成兩個(gè)半反應(yīng),利用兩個(gè)半反應(yīng)之間的電位差實(shí)現(xiàn)電能輸出的一種能源轉(zhuǎn)化。王波進(jìn)一步解釋,在燃料電池中,空氣和氫氣不會(huì)直接接觸,而是通過正負(fù)極分別發(fā)生還原和氧化反應(yīng),完成氫氣的“燃燒”。通過這種方式,不僅可以避免空氣和氫氣的接觸燃燒,保證氫氣的使用安全,還能直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,提高能源轉(zhuǎn)換效率。隨著燃料電池的發(fā)展,氫能源汽車,即氫燃料電池汽車被越來越多地開發(fā)。湖北哪些甲醇制氫催化劑甲醇制氫催化劑在環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
堿性電解水制氫技術(shù)目前發(fā)展的成熟,具有槽體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)便、售價(jià)低廉等,是市場(chǎng)上主要的電解制氫方式,廣泛應(yīng)用于冶金、儲(chǔ)能、食品等行業(yè)。堿性電解槽由電極、電解液、隔膜組成,電解槽內(nèi)裝填電解質(zhì)溶液,通過隔膜將槽體分為陰、陽兩室,各電極置于其中。在一定的電壓下,電流從電極間通過,在陽極上產(chǎn)生氧氣,在陰極上產(chǎn)生氫氣,從而將水分解,制取氫氣。電解槽工作溫度一般為70~90℃,以KOH或NaOH水溶液為電解質(zhì)。電解槽中的隔膜通常為石棉,或者為高分子復(fù)合材料,電極一般采用鎳基金屬材料,產(chǎn)生的氫氣純度在99%以上,經(jīng)分離后的氫氣需要脫除其中的水分和堿液。堿性電解槽一般需要降低電壓增大電流以提高轉(zhuǎn)化效率
甲醇制氫工藝包括氣相重整法和液相法。甲醇?xì)庀嘀卣茪渑c乙醇重整制氫和烴類制氫工藝相比,具有反應(yīng)溫度低(200~300℃)及氫提純步驟少的優(yōu)點(diǎn),液相法是近些年研究的新方向,目前處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。甲醇裂解制氫甲醇裂解反應(yīng)方程式為:CH3OH?CO+2H2。該反應(yīng)為合成氣制甲醇的逆反應(yīng),是吸熱反應(yīng)。該反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究目前已經(jīng)有很多的報(bào)導(dǎo),目前研究的重點(diǎn)是新型高活性、選擇性和穩(wěn)定性催化劑的研制。甲醇裂解催化劑包括傳統(tǒng)的Cu/ZnO催化劑、Cr-Zn催化體系、貴金屬催化劑、CuCl-KCl/SiO2催化劑、分子篩和均相催化劑。但該工藝產(chǎn)物混合其中含有的一氧化碳含量較高,后續(xù)分離裝置復(fù)雜。選擇合適的甲醇制氫催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
高溫重整制氫是一種常用的氫氣生產(chǎn)方法,其原理主要涉及到兩個(gè)步驟:重整反應(yīng)和水氣反應(yīng)。重整反應(yīng)是指將碳?xì)浠衔?如天然氣、石油、甲醇等)在高溫(700-1100C和高壓2-30MPa)的條件下通過催化劑的作用,將其分解為一氧化碳和氫氣的混合物。這個(gè)混合物通常被稱為合成氣。重整反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式如fCH4+H20-CO+3H2CnHm+nH20-nCO+in+m/2)H2在重整反應(yīng)中,催化劑通常是由銘、銅、鋅、鋁、鎳等元素組成的復(fù)合催化劑。這些元素能夠促進(jìn)碳?xì)浠衔锏姆纸猓瑥亩岣吆铣蓺獾漠a(chǎn)率。水氣反應(yīng)是指將合成氣在一定溫度(200-400°C)和壓力下,通過水氣變換反應(yīng)(CO+H20-CO2+H2)將氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣的混合物。水氣反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式如下:CO+H20+CO2+H2在水氣反應(yīng)中,催化劑通常是氧化鋅、氧化鉻、氧化銅等金屬氧化物催化劑。這些催化劑能夠促進(jìn)CO和H20的反應(yīng),從而提高氫氣的產(chǎn)率。綜上所述,高溫重整制氫的原理是通過重整反應(yīng)將碳?xì)浠衔锓纸鉃橐谎趸技状贾茪浯呋瘎┦且环N高效、環(huán)保的能源轉(zhuǎn)化方法。廣東甲醇制氫催化劑生產(chǎn)廠家
甲醇制氫催化劑的應(yīng)用范圍廣,包括能源、化工等領(lǐng)域。重慶國(guó)內(nèi)甲醇制氫催化劑
工業(yè)制氫方案很多,主要有以下幾類:(1)煤制氫;(2)天然氣制氫;(3)甲醇制氫:包括甲醇水蒸汽重整制氫、甲醇直裂制氫、甲醇部分氧化制氫;(4)水解制氫(5)富氫氣體提純制氫:各種富氫尾氣(氯堿廠副產(chǎn)氫、煉油廠副產(chǎn)氫、合成氨廠副產(chǎn)氫、煤化工副產(chǎn)氫等)。甲醇制氫原理是甲醇和水反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳的合成氣,再經(jīng)過PSA提純,得到高純度的氫氣。該方法原料為甲醇和脫鹽水,原料來源方便,在220~280℃下,催化劑上催化轉(zhuǎn)化為組成為主要含氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化氣;甲醇的單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)95%以上,氫氣的選擇性高于99.5%,再利用變壓吸附技術(shù),可得到純度為99.999%的氫氣,一氧化碳的含量低于1ppm。重慶國(guó)內(nèi)甲醇制氫催化劑