毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

氢以其燃烧热值高，燃烧后产物无污染，利于环境保护，被视为21世纪理想的清洁能源。氢可从多种途径获得，目前制氢方法可分为以下几类：化学制氢、电解水制氢和生物质制氢等。大规模制氢的主流仍然是化学制氢，化学制氢中应用较多的是有机物催化重整技术，这其中甲醇水蒸气重整技术受到广泛重视。其主要原因为：①作为化工生产的基本原料，甲醇的年产量大，超过2500万吨，是仅次于乙烯、氨的第三大商用化学品。尤其在中国、美国，煤基多联产系统可以产出大量的替代液体燃料甲醇；②甲醇催化重整制氢所需操作条件简单，容易实现。甲醇催化重整制氢的温度为150～300℃，压力为常压到中压，比烃类化合物要低，其转化过程简单高效、经济可行，能产生高体积比的氢气，储存、运输方便，并且后续纯化程序简单。这些优点也使得甲醇重整制氢技术广泛应用于燃料电池领域。

甲醇制氢的主要方法有甲醇裂解，甲醇水蒸气重整，甲醇部分氧化催化重整制氢，甲醇自热催化重整制氢。其中:

甲醇裂解: CH₃OH→CO 2H₂（1）

特点是原料甲醇容易获得运输、储存方便,甲醇转化制氢反应温度低（250-270℃）,

工艺条件缓和,燃料消耗低流程简单，容易操作。

甲醇水蒸气重整制氢：CH₃OH（g） H₂O (g) →3H₂ CO₂ （2）

该反应体系主要优点在于反应条件温和，产物氢含量高，CO含量较低。缺点是该反应为强吸热反应，原料的气化和反应的进行都需要吸收热量，这部分的热量需要由原料本身或燃料供给。

甲醇部分氧化催化重整制氢：2CH₃OH O₂→2CO₂ 4H₂（3）

该反应避免了甲醇水蒸气催化重整需要外界供热的弱点，本身为放热反应，速度快，反应温度400-500^oC。但是由于是强放热反应，放热速度快，反应器内温度不易控制极易引起局部温度过高，出现热点。致使催化剂烧结，失去活性。而且反应放出的热量会有部分散失，得不到充分利用，进而降低了能量利用率。除此之外，由于通入空气氧化，空气中氮气的引入会降低重整气体氢的浓度，使其可能低于50%。