文献综述
1.课题背景当前,全球能源需求主要由传统化石燃料(煤、石油、天然气)提供。
它们的广泛使用给自然环境带来严重危害。
化石燃料燃烧时释放的二氧化碳导致了温室效应,引起全球气候变暖;产生的二氧化硫和氮氧化物污染了大气环境,导致酸雨的产生[1]。
近年来,氢能作为一种重要的能量转换载体被广泛应用于燃料电池、可再生能源的消纳、油品质量升级等多个领域[2]。
与传统化石能源相比,氢能具有清洁、便携、高效等优点,是一种环境友好的能源[3]。
氢能的使用与我国发展清洁无污染能源的目标相符合,对清洁可再生能源的发展具有重要潜力,对于我国实现碳达峰和碳中和双碳战略目标具有重要的意义。
目前,全球92%的氢气制取来自于传统化石燃料,天然气重整制氢是其中的重要途径[4]。
天然气的主要成分是甲烷,甲烷水蒸气重整制氢基本反应方程式为: CH4 H2O=CO 3H2 Delta;H298K= 205.7 kJ/mol (1) CO H2O=CO2 H2Delta;H298K= -41 kJ/mol (2) CH4 2H2O=CO2 4H2Delta;H298K= 164.7 kJ/mol (3)作为传统的制氢方法,甲烷重整制氢具有工艺成熟、运行可靠、转化率高等特点[5]。
由于反应过程中需要吸收大量的热量,甲烷水蒸气重整反应需要维持在750~920℃,反应压力通常为2~3MPa。
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