氫氣(Hydrogen)是世界上已知的最輕的氣體。它的密度非常小，只有空氣的1/14，即在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,0℃下,氫氣的密度為0.0899g/L。氫氣(H2)最早于16世紀初被人工合成，當(dāng)時使用的方法是將金屬置于強酸中。現(xiàn)在工業(yè)上一般從天然氣或水煤氣制氫氣，而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫氣大量用于石化行業(yè)的裂化反應(yīng)和生產(chǎn)氨氣。今天紐瑞德特氣小編為大家介紹一種合成氫氣的新方法——生產(chǎn)純氫氣之催化薄膜反應(yīng)器中氫氣滲透及產(chǎn)率的研究。

  本研究的目標(biāo)為建立一個含兩根鈀膜管之催化薄膜反應(yīng)器，使用商業(yè)化MDC-3觸媒，以甲醇蒸氣重組生產(chǎn)純氫氣，并研究在反應(yīng)器中的氫氣滲透量及回收率。結(jié)果顯示，每次裝入新觸媒并在反應(yīng)器中進行活化，氫氣滲透量即會減少，因為金屬觸媒(銅、鋅、鉻)可能沉積在鈀膜表面上。在進行288小時反應(yīng)后，通入水蒸氣處理，氫氣滲透量增加了30％，因為水蒸氣可將鈀膜上的焦炭清除掉。氫氣滲透量數(shù)據(jù)藉由非線性迴歸套入壓力n次方之?dāng)?shù)學(xué)模式(n=0.69~0.92)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)模式非常吻合。

  甲醇蒸氣重組在催化薄膜反應(yīng)器的實驗結(jié)果顯示，隨著WHSV減少，甲醇蒸氣重組的轉(zhuǎn)化率及氫氣回收率隨之增加，在所研究之WHSV范圍中，逆向水氣轉(zhuǎn)移反應(yīng)有一最大值。在四個溫度-壓力之研究條件中，溫度為618K及壓力為11.8bar時，有最佳的氫氣回收率，此時WHSV為1.05h-1，L/S為35.7mol/h/m2，氫氣回收率為0.74，足夠讓甲醇蒸氣重組在催化薄膜反應(yīng)器中達到熱量自我平衡。在653K進行四小時活化后，MDC-3的觸媒活性在76小時之甲醇蒸汽重組實驗中呈穩(wěn)定狀況。建議觸媒活化宜在催化薄膜反應(yīng)器外進行，以防止鈀膜被金屬觸媒沉積，造成氫氣滲透量減少。

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