甘油超临界水气化制氢过程参数和动力学研究

为研究甘油超临界水气化制氢过程及转化动力学,采用正交试验和单因素试验,在连续式反应器中,分析不同工艺参数对甘油超临界水气化气体产物分布和气化转化效率的影响,对气体产物进行气相色谱分析。利用集总动力学研究方法,优化甘油超临界水气化转化动力学模型,增加CO_(2)甲烷化反应路径,探讨甘油超临界水气化过程中动力学参数和气相产物生成及消耗路径。结果表明:甘油超临界水气化制氢的最佳工况为温度600℃、甘油浓度0.015 mol/L、压力27 MPa和停留时间18 s,此时H_(2)产量为2.411 mol/mol,气化效率为76.49%。单因素试验结果可知,较高反应温度和压力、较低原料浓度和适当延长停留时间有利于提高H_(2)产量和甘油气化效率。反应速率常数随着温度的升高而增加,甘油热解路径Ⅱ和中间体蒸汽重整路径Ⅰ的活化能分别高于甘油热解路径Ⅰ和中间体蒸汽重整路径Ⅱ。H_(2)主要通过甘油热解和水气变换反应生成,CO_(2)主要通过甘油热Ⅰ和水气变换反应生成,CO_(2)甲烷化是H_(2)和CO_(2)消耗的主要路径。中间体热解是CO和CH4的主要生成路径,CO的主要消耗路径是水气变换反应。