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生产纯氢气之催化薄膜反应器中氢气渗透及产率

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-09-09 11:09:00【

  氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。氢气(H2)最早于16世纪初被人工合成,当时使用的方法是将金属置于强酸中。现在工业上一般从天然气或水煤气制氢气,而不采用高耗能的电解水的方法。制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。今天纽瑞德特气小编为大家介绍一种合成氢气的新方法——生产纯氢气之催化薄膜反应器中氢气渗透及产率的研究。

 

 氢气分子-纽瑞德特气

 

  本研究的目标为建立一个含两根钯膜管之催化薄膜反应器,使用商业化MDC-3触媒,以甲醇蒸气重组生产纯氢气,并研究在反应器中的氢气渗透量及回收率。结果显示,每次装入新触媒并在反应器中进行活化,氢气渗透量即会减少,因为金属触媒(铜、锌、铬)可能沉积在钯膜表面上。在进行288小时反应后,通入水蒸气处理,氢气渗透量增加了30%,因为水蒸气可将钯膜上的焦炭清除掉。氢气渗透量数据藉由非线性迴归套入压力n次方之数学模式(n=0.69~0.92),结果发现实验数据与数学模式非常吻合。


  甲醇蒸气重组在催化薄膜反应器的实验结果显示,随著WHSV减少,甲醇蒸气重组的转化率及氢气回收率随之增加,在所研究之WHSV范围中,逆向水气转移反应有一最大值。在四个温度-压力之研究条件中,温度为618K及压力为11.8bar时,有最佳的氢气回收率,此时WHSV为1.05h-1,L/S为35.7mol/h/m2,氢气回收率为0.74,足够让甲醇蒸气重组在催化薄膜反应器中达到热量自我平衡。在653K进行四小时活化后,MDC-3的触媒活性在76小时之甲醇蒸汽重组实验中呈稳定状况。建议触媒活化宜在催化薄膜反应器外进行,以防止钯膜被金属触媒沉积,造成氢气渗透量减少。

 

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