酯交換法作為生物柴油的主要生產(chǎn)工藝,會副產(chǎn)大約10%甘油。隨著生物柴油廣泛應(yīng)用,甘油出現(xiàn)了嚴(yán)重過剩。氫氣在化工和石油行業(yè)中的需求十分巨大;氫氣也是潔凈能源載體,它燃燒性能優(yōu)良,熱值高,并且燃燒產(chǎn)物只有水,對環(huán)境零污染。利用甘油制取氫氣,不僅可以提高生物柴油的經(jīng)濟性,解決甘油過剩問題,并且可以緩解目前制氫工藝對化石能源的依賴。吸附增強重整制氫通過原位捕獲CO₂可以一步生產(chǎn)高純度的氫氣,并對CO₂進行固定,以便集中處理。將吸附劑與催化劑結(jié)合到一個顆粒上構(gòu)成雙功能催化劑,可在同一種材料上耦合吸附性能和催化性能,不僅解決了催化劑與吸附劑混合的問題,也有利于減少反應(yīng)器所需的體積。本文設(shè)計雙功能催化劑來進行甘油吸附增強重整（SESRG）,通過對雙功能催化劑的調(diào)控來優(yōu)化SESRG過程的氫氣純度、CO含量、穩(wěn)定性。首先,通過共沉淀法合成了Co-CaO-Ca₁₂Al₁₄O₃₃雙功能催化劑,該催化劑中Co作為活性組分起催化作用,CaO作為吸附劑對CO₂進行捕獲,二者共同完成甘... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

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000-2016年間全球生物柴油產(chǎn)量和原油價格[2]

圖 1-3 CO2的移除率對平衡產(chǎn)物分布的影響[5]Fig.1-3 Equilibrium compositions: effect of CO2removalupont 等[6]在大氣壓和溫度范圍 400-700oC 下，采用 Ni 基催化劑與煅燒的機械混合的方式，進行甘油吸附增強重整反應(yīng)。結(jié)果顯示：當(dāng)反應(yīng)溫度超過烷的生成可以忽略；在 500oC 進行 CO2原位吸附，CO2突破時間最長，H 97%；縮核模型及一維擴散模型能很好地描述 CO2移除過程。Chen 等[7增強重整過程比甘油蒸汽重整過程具有更高的氫收率和熱效率（圖 1-4）。燒的白云石為吸附劑，采用 Co-Ni 水滑石結(jié)構(gòu)的催化劑，均勻混合后，在 和 575oC 時，可以得到純度為 98%的 H2，產(chǎn)品氣中僅含有 0.1%的 CO。甘油比到 9，氫氣的產(chǎn)率和純度都可以達到 99%。作者認為在 SESRG 過烷重整和水氣變換活性是氫氣產(chǎn)率能達到最大值的兩個關(guān)鍵因素。隨后，催化劑和吸附劑下成功將這一概念應(yīng)用到了粗甘油的處理中，結(jié)果表明

圖 1-4 室壓下氫氣產(chǎn)率與熱效率隨反應(yīng)溫度和水甘油的摩爾比的變化圖[7]線（┅）和（…）分別代表甘油蒸汽重整過程有無 CO2原位捕獲Fig. 1-4 Hydrogen productivity and thermal efficiency of the steam reforming reactionprocesses as function of temperature and steam-to-glycerol ratio at pressure of 1 atmThe lines (┅) and (…) are presented for steam reforming of glycerol with in situ CO2capturand without, respectively和一般的甘油制氫技術(shù)（蒸汽重整）相比，甘油吸附增強重整制氫有明顯優(yōu)勢。它不需要單獨的水氣變換裝置和多級的氣體分離純化工藝，通過一步反應(yīng)，就能得到高純的氫氣。但目前這一概念在其應(yīng)用中仍面臨著諸多的挑戰(zhàn)。催化劑的開發(fā)、吸附劑的選擇、反應(yīng)條件的優(yōu)化以及反應(yīng)裝置的開發(fā)，都需要進一步的實驗探索。1.2 SESRG 過程中催化劑研究進展甘油粘度大，熱穩(wěn)定性差，加熱到 300oC 易發(fā)生裂解，這對反應(yīng)過程中的催化劑提

【參考文獻】：
期刊論文
[1]制備條件對用于甘油蒸汽重整反應(yīng)Ni基催化劑性能的影響（英文）[J]. M.A.Goula,N.D.Charisiou,K.N.Papageridis,G.Siakavelas.  催化學(xué)報. 2016(11)
[2]鈰鑭比對CexNi0.5La0.5-xO系催化劑甘油氧化蒸汽重整制氫性能的影響（英文）[J]. 黨成雄,楊浩波,余皓,王紅娟,彭峰.  物理化學(xué)學(xué)報. 2016(06)
[3]La2O3對沼氣重整制氫催化劑Ni/γ-Al2O3的影響[J]. 徐軍科,任克威,王曉蕾,周偉,潘相敏,馬建新.  物理化學(xué)學(xué)報. 2008(09)
[4]CaO與CO2循環(huán)反應(yīng)動力學(xué)特性[J]. 李振山,蔡寧生,趙旭東,黃煜煜.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2006(06)
[5]CaO循環(huán)吸收CO2的實驗研究[J]. 李振山,蔡寧生,黃煜煜,韓海錦.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2005(04)



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