車(chē)用甲醇制氫的研究概況

科技創(chuàng )新導報品 Technology Innovatio研究報告車(chē)用甲醇制氫的研究概況黃朝蔚(海南省高級技工學(xué)校海南?？?71100)摘要:罕分解是H2的主要來(lái)源,甄是一種潔凈的能源是米來(lái)最有希塑的車(chē)用高能艦普。本文開(kāi)還了車(chē)用平醇制戴的現實(shí)意又,重點(diǎn)綜遲了平醇創(chuàng )氬四大技術(shù)的研究狀況,對甲礙制氫技術(shù)今后的發(fā)辰前景做了展里關(guān)鍵詞:氣甲醇制氫催化劑中圖分類(lèi)號:0643文獻標識碼:A文章編號:1674-098x(2010)08(b)-0014-011引言但由于該方法需在高溫高壓的條件下反部分氧化法氫含量不高和甲醇水蒸氣重整氫是高效潔凈的環(huán)境友好能源,但由應,不利于應用在交通運輸方面。用于電動(dòng)法需外部提供能量的缺陷。于氫能難于運輸和儲存等問(wèn)題而限制了其車(chē)方面必須要求反應在較溫和的條件下進(jìn)研究者模擬分析了自熱式甲醇氟化廣泛的商業(yè)應用因此研究和開(kāi)發(fā)氫的生行,因此,目前該方法的研究主要目標是尋水蒸氣重整制氫反應器,指出合適的反應產(chǎn)運輸儲存和利用已成為當今各國的重找低溫高活性、高選擇性的催化劑。器為絕熱徑向反應器。在相同的重整反應大目標。與氫燃料相比,甲醇易于儲備和運以共沉淀法制備的Cu/A1Q催化劑具溫度時(shí),甲醇氧化轉化制氫工藝比外熱式輸,來(lái)源容易,價(jià)格便宜,有較高的能量轉有低溫高活性和高氫選擇性,加入ZnO和水蒸汽轉化制氫工藝制氫能量效率高8%以換效率是高攜能燃料是H2良好的載體,ceO2可提高其催化效果Pd系催化劑活性上,CO排放量也低,但甲醇單位體積的熱值低,氣化潛熱大制高選擇性好,穩定性好,受毒物和熱的影甲醇氧化水蒸氣重整器與甲醇水蒸氣動(dòng)效率較低,作為直接燃料并不理想。因響小。Pd/ZnO催化劑對甲醇脫水及水蒸氣重整器相比,它不需要外供熱,并且反應體此,尋求利用甲醇能源的較好方案已成為重整反應具有較高的選擇性和活性且反系啟動(dòng)快系統效率高但該反應體系較為當前研究的熱點(diǎn),其中以甲醇為原料進(jìn)行應前在較高溫度下還原活化能顯著(zhù)地提高復雜,由于甲醇部分氧化反應為強放熱反現場(chǎng)催化制氫的方法研究最多,該方法反催化劑的活性研究者用LDHs前驅體應重整器內會(huì )出現局部過(guò)熱現象而損害應溫度低(250-300℃),工藝條件緩和流制備的 CuZnal催化劑具有優(yōu)異的H2和催化劑活性,且氮氣的存在也會(huì )在一定程程短,設備簡(jiǎn)單易操作投資和能耗低有CO選擇性產(chǎn)物濕基組成中CO的摩爾含度上降低整個(gè)體系的反應效率較好的商業(yè)應用前景量都在0.11%以下在該反應體系中有水的存在,二甲醚、3結語(yǔ)2甲醇制氫甲烷等副產(chǎn)物的含量將會(huì )減少,增加水的甲醇部分氧化是放熱反應,會(huì )產(chǎn)生局2.1甲醇裂解制氫含量會(huì )提高甲醇的轉化率和選擇性,提高部過(guò)熱使催化劑部分燒結,從而活性降低,甲醇裂解的主反應為;CHH--CO氫的產(chǎn)率。但由于該反應是吸熱反應且水且加上氮氣的存在影響氫氣的含量,從而蒸氣生成也要吸熱,用于燃料電池電動(dòng)車(chē)降低整個(gè)體系反應效率,故不適于直接應φ乍醇裂解的催化劑主要有:Cu、Pd、Pt時(shí)需要燃燒部分燃料甲醇提供熱量,因此用在氫能汽車(chē)上。甲醇水蒸氣重整法和甲和Ni系催化劑等,Cu系催化劑在相對低的降低了燃料經(jīng)濟性醇氧化水蒸氣重整法能得到較高的理論氫度200~275℃下具有較高的活性。Cu/2.3甲醇部分氧化制氫含量,且CO含量較低,因此,這兩種方法通ZnO催化劑研究較多,但其活性差穩定性甲醇部分氧化制氫反應式如下:過(guò)改進(jìn)可應用于燃料電池電動(dòng)車(chē)上。由于不高,易鈍化,加入 Mn. Ba Si!氧化物或其他cHoH(1)+1/20+2N2-2H2+CO2+2N2采用甲醇裂解法制得的氫氣含有較高的堿金屬離子可提高其催化活性。Cu/Cr系對該反應的不同催化劑體系中以Cu/CO,而CO能使電極催化劑中毒從而引起催化劑具有較好的活性和穩定性,不易鈍Zn體系的效果較好2在Cu/Zn催化劑上進(jìn)電極性能的持續下降,因此這種方法不適化,但易引起甲醇脫水生成二甲醚而使其行甲醇水燕氣重整反應中加入氧氣能提高于直接用于燃料電池電動(dòng)車(chē)。但甲醇裂解選擇性不高。因此,甲醇裂解催化劑除了需甲醇的轉化率。與甲醇水燕氣重整反應相是吸熱反應,可以利用發(fā)動(dòng)機的廢熱以增要具備良好的低溫活性和穩定性外還要比,甲醇部分氧化反應是放熱反應在溫度加燃料熱值使用裂解甲醇的內燃機可在具有良好的選擇性,以抑制副產(chǎn)物的生成。接近500K時(shí),反應以很快的速率進(jìn)行,且用更貧乏的燃燒條件下工作,且比用汽油有貴金屬催化劑以Pd和Pt基催化劑為氧氣代替水蒸氣作為氧化劑,使其具有更更高的壓縮比,這樣可進(jìn)一步提高裂解甲主,一般來(lái)說(shuō)Pd和Pt催化劑是高溫催化劑,高的能量效應。醇燃料的熱效率。同時(shí)裂解甲醇燃料(包括在673K以上具有良好的活性,相對來(lái)說(shuō)貴雖然甲醇部分氧化的反應速度快,但CO和H2)燃燒更加清潔NOx的釋放可大大金屬催化劑比Cu系催化劑穩定得多,在Pd反應氣中氫的含量不高,且由于通入空氣減少和Pt催化劑中加入ce、Zr等可提高催化劑氧化時(shí),其中氮氣的含量降低了混合氣中的活性,Pd催化劑的載體主要是金屬氧化氫氣的含量,使其低于40%參考文獻物,如CeO2O2r-AlQ3SO2等P系催化2.4甲醇氧化水蒸氣重整制氫[]李永峰,等.采用LDHs前驅體制備的甲劑具有良好的抗硫中毒性能。甲醇水燕氣重整反應是強吸熱反應醇水蒸氣重整催化劑[.天然氣化工2.2甲醇水蒸汽重整制氫反應雖然可以得到較高的理論氫含量(可(C1化學(xué)和化工),2002,27(6):13-15醇水蒸汽重整制氫反應式如下:達75%),但為了維持反應需要燃燒部分甲(2】王志飛,等.Cu/Cr催化劑上的甲醇部cHoH()+H2O)→CO2+3H2醇提供能量,而甲醇部分氧化反應為放熱分氧化制氫[門(mén)]分子催化,2001(5)由反應式可看出該反應可產(chǎn)生高體積反應無(wú)需外部提供熱量由于甲醇部分氧3]王勝年等.甲醇自熱重整制氫反應分比的氫氣,無(wú)能使電極反應催化劑中毒的化重整制得的產(chǎn)品氣純度低、CO%高所以_析]燃料化學(xué)學(xué)報,2001,29(3):238有些妍究者將甲醇的氧重整利中國煤化工20世紀70年代, Johnson- Matthey用實(shí)起來(lái)加以研究提出了甲醇部驗室級的重整器進(jìn)行甲醇水蒸氣重整制合甲醇水蒸氣重整的甲醇氧CNMHG氫并用金屬Pd膜分離除去CO和cO2他曹方法制氫以期用甲醇水重整供氫,用燃燒設計了一套工業(yè)級的甲醇重整反應裝置,部分甲醇或剩余廢氣來(lái)供熱,以解決甲醇14科技創(chuàng )新導報 Science and Technology Innovation Herald