甲醇重組

甲醇重組指的是利用化學物理反應使得甲醇得到重組的過程。

甲醇重組制氫的優點

與傳統的制氫方法相比,甲醇重整制氫具有以下3個優點:

(1)制氫原料來源廣泛且價格低廉,甲醇作為一種常見的化工原料,既可從化石資源中製得,又可從生物質(一切直接或間接利用綠色植物光合作用形成的有機物質)中製得;

(2)氫元素利用率高,甲醇分子式為CHOH,含氫量高,能量密度高,氫氣的產率高;

(3)制氫裝置簡單,甲醇便於儲存和運輸,可以做成組裝式或可移動式的甲醇制氫裝置。近年來以甲醇為原料制氫顯示出廣泛的套用前景。

製備途徑

甲醇制氫主要有3種途徑:甲醇水蒸汽重整、甲醇裂解、甲醇部分氧化制氫。近年來,隨著科技的進步,甲醇電解制氫和超音波分解甲醇水溶液制氫作為2種新穎的制氫方法逐漸進入人們的視野。

甲醇水蒸汽重組制氫

甲醇水蒸汽重整是國外20世紀80年代興起的一種制氫技術,加拿大、英國、澳大利亞等國家在這方面進行了大量研究。目前,該制氫技術在工藝上較為成熟,已經成功用於為新型氫能燃料電池客車提供能源,套用前景良好。

來源於外界的原料:甲醇和脫鹽水(用離子交換法去除水中鈣鎂離子的水)按一定比例混合、加熱汽化並進行過熱,達到一定的溫度和壓力,進入甲醇高位槽和脫鹽水貯槽。脫鹽水作為吸收溶劑通過脫鹽水泵被送到淨化塔,吸收轉化氣中未反應的甲醇後,再次進入原料液貯槽,與來自甲醇高位槽的甲醇一起通過原料液計量泵加壓至反應壓力後送至換熱器預熱,再進入氣化過熱器將原料甲醇水溶液氣化並過熱至所需溫度,原料氣在轉化器中在催化劑作用下完成氣相催化裂解和轉化2個反應,生成含CO、H、CO的轉化氣。轉化氣經換熱器和冷凝器降溫至40℃左右後進淨化塔,回收未反應的甲醇,氣體進變壓吸附工段提取氫氣,洗滌液返回原料液罐再利用。

研究重點

(1)工藝的安全性:原料甲醇和產品氫氣都是可燃性物質,易燃易爆,所以對其工藝的安全問題進行研究非常必要。

(2)反應條件:研究不同反應條件,如:微波、電磁場等對甲醇重整制氫的影響。

(3)催化劑:開發出高選擇性、高活性和高穩定性的甲醇重整制氫反應的催化劑,改善反應的工藝條件,最大限度地發揮催化劑的效率。

(4)反應裝置:研製出體積小、重量輕、性能良好且系統壽命較好的緊湊型甲醇重整器,提高氫氣產率和能量利用率,也是研究的主要任務。

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