【摘 要】
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近年来,为了减少对于石油天然气的依赖,燃料电池已然成为国家重点发展的前沿技术之一。氢气作为氢燃料电池的原料在国家的新能源战略中扮演着重要的角色。我国的氢气主要来源于化石燃料制氢、化工副产制氢、电解水制氢和醇制氢等工艺。化石燃料产生氢气和化工副产制氢中不可避免的含有微量CO,微量的CO会使质子膜交换燃料电池的电极失活。因此研究富氢气中微量CO的去除具有非常重要的现实意义和广阔的工业应用前景。本论文研
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近年来,为了减少对于石油天然气的依赖,燃料电池已然成为国家重点发展的前沿技术之一。氢气作为氢燃料电池的原料在国家的新能源战略中扮演着重要的角色。我国的氢气主要来源于化石燃料制氢、化工副产制氢、电解水制氢和醇制氢等工艺。化石燃料产生氢气和化工副产制氢中不可避免的含有微量CO,微量的CO会使质子膜交换燃料电池的电极失活。因此研究富氢气中微量CO的去除具有非常重要的现实意义和广阔的工业应用前景。本论文研究了活性炭、13X分子筛和NaY分子筛等吸附剂对氢气中微量一氧化碳的脱除性能,并采用浸渍法和混捏法在载体上负载活性组分Cu Cl;利用XRD、SEM、BET、H2-TPR、NH3-TPD和粒强度分析仪等手段对吸附剂进行了表征;以氢气中的微量一氧化碳为原料,采用固定床反应装置对吸附剂进行动态实验,考察了不同载体、Cu Cl负载量、搅拌时间、焙烧温度、焙烧时间、粘结剂种类、粘结剂添加量和预处理条件等因素对吸附剂脱除CO性能的影响。结果表明:NaY分子筛作为载体时吸附剂对于CO具有最佳的吸附效果。与等体积浸渍法相比,混捏法制备的Cu Cl/Na Y吸附剂对于富氢气中的微量CO的脱除效果更佳,高达99%。在氮气环境中,焙烧时间为4h,焙烧温度为350℃,当Cu Cl与NaY质量比为0.4g/g时制成的吸附剂CO脱除率最高为99.2%。混捏法成功地将CuCl负载到NaY分子筛的孔道之中,而且Cu Cl改性并未破坏分子筛独特的骨架结构,反而增加了更多的活性位点,提升了吸附剂化学吸附的能力。当Cu Cl负载量为0.4g/g时,Cu Cl可以在Na Y载体上完全分散。实验发现在氮气与氢气混合气（氢气浓度8%）200℃还原2h的预处理条件下,使用SB粉作为黏结剂,且SB粉与Na Y的质量比为0.3g/g时制成的0.4Cu Cl/Na Y/0.3SB粉吸附剂具有最佳的吸附效果,此时吸附剂的穿透时间为19h,CO吸附容量为22.53ml/g,机械强度最高可以达到36N/cm。
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