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氢气能够转化成液态甲醇以确保安全的运输,并且在需要时,在相对较低的温度下通过甲醇水蒸气重整就地生产成氢气,产物气体为高纯度的氢气及少量CO副产物气体,这是针对氢能储存和运输体系的一个重大突破,因此,甲醇重整制氢成为目前研究的热点方向。为了提高低温下甲醇转化率,研究者开发了一个名为吸附强化甲醇蒸汽重整(SER-MeOH)的工艺强化技术,其中催化剂和吸附剂之间的构型是本实验研究工作中的重点。 (1)CO2的吸附剂为水滑石(HTlc)材料,采用热重分析仪对其吸附量进行测定,并添加20wt%K2CO3助剂进一步增强其吸附性能,CO2吸附容量能增加至少28%;对K2CO3改性的水滑石(K-HTlc)的解吸性能也进行了系统研究,确定水滑石材料在氮气吹扫下的适宜解吸温度为673K。 (2)CuO/ZnO/Al2O3催化剂颗粒与K-HTlc吸附剂颗粒均匀混合填充到管式反应器中,对CO2吸附强化甲醇蒸汽重整制氢的过程进行评价,考察温度,水与甲醇摩尔比等对强化过程的影响。CO2吸附强化时,可以将甲醇转化率提高20%-30%,富氢产品气中CO和CO2含量显著降低。 (3)为了研究吸附剂与催化剂的协同性,将催化剂粉末和吸附剂粉末混合后,再二次成型为CuO/ZnO/Al2O3-水滑石复合材料,然后填充到管式反应器中。实验结果发现:虽然有CO2吸附强化效果,但是甲醇转化率明显下降。这是由于K-HTlc具有碱性,而CuO/ZnO/Al2O3催化剂是酸性,混合制备成单体复合材料时,导致催化剂活性有一定程度的降低,使甲醇转化率降低。