焦炉煤气甲烷重整制氢热力学分析和实验研究

杨志彬 张玉文 张云妍 丁伟中 沈培俊 刘勇 周宇鼎 黄少卿

引用本文: 杨志彬, 张玉文, 张云妍, 丁伟中, 沈培俊, 刘勇, 周宇鼎, 黄少卿. 焦炉煤气甲烷重整制氢热力学分析和实验研究[J]. 物理化学学报, 2010, 26(02): 350-358. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100212 shu
Citation:  YANG Zhi-Bin, ZHANG Yu-Wen, ZHANG Yun-Yan, DING Wei-Zhong, SHEN Pei-Jun, LIU Yong, ZHOU Yu-Ding, HUANG Shao-Qing. Hydrogen Production fromCoke Oven Gas byMethane Reforming: Thermodynamic Analysis and Experimental Study[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2010, 26(02): 350-358. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100212 shu

焦炉煤气甲烷重整制氢热力学分析和实验研究

摘要:

对焦炉煤气甲烷部分氧化重整热力学进行分析, 考察反应温度、CH4/O2摩尔比及水蒸气加入量等因素对重整性能的影响, 并分析焦炉煤气原始氢含量对其部分氧化重整性能的影响. 分析结果表明甲烷转化率均随CH4/O2摩尔比和水蒸气加入量的增大以及反应温度的升高而增大. 在CH4/O2摩尔比1.7-2.1, 温度825-900 ℃及压力1.01×105 Pa的反应条件下, 可得较好重整性能; 甲烷转化率, 氢及一氧化碳的选择性分别为91.0%-99.9%, 87.0%-93.4%和100%-107%, 重整后得到的氢量增大到原始氢量的1.95-2.05倍, 每摩尔焦炉煤气消耗的热量仅为2.94 J, 同时得出在CH4/O2摩尔比2, 温度825-900 ℃及1.01×105 Pa条件下, 往焦炉煤气内添加体积分数为2%-4%的水蒸气时重整性能得到较大提高; 重整后甲烷转化率、氢及一氧化碳选择性分别由92.6%、87.2%、104%增大到98.6%、96.4%、107%. 并在BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-啄透氧膜反应器上研究NiO/M 固溶体催化剂焦炉煤气部分氧化重整性能. 结果表明该重整反应效果较好, 于875 ℃下获得16.3 mL·cm-2·min-1透氧量, 95%甲烷转化率及80.5%氢和106%一氧化碳选择性. 且所得实验结果与热力学分析结果符合较好, 表明NiO/M 固溶体催化剂有较好的催化重整性能.

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  • 发布日期:  2010-01-26
  • 收稿日期:  2009-05-05
  • 网络出版日期:  2009-12-23
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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