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助剂对ZnFe_(2)O_(4)氧载体化学链制氢反应性能的影响
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作者 宋维锋 武景丽 +2 位作者 孙德帅 王志奇 吴晋沪 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期19-27,共9页
采用溶胶-凝胶法制备不同助剂掺杂改性的ZnFe_(2)O_(4)氧载体,探究不同助剂(Sr、Ce、La和Al)对其性能的影响。化学链制氢实验在固定床反应器中进行,结果表明:添加助剂能有效提高氧载体的性能,单位质量氧载体H_(2)产量从高到低依次为La&g... 采用溶胶-凝胶法制备不同助剂掺杂改性的ZnFe_(2)O_(4)氧载体,探究不同助剂(Sr、Ce、La和Al)对其性能的影响。化学链制氢实验在固定床反应器中进行,结果表明:添加助剂能有效提高氧载体的性能,单位质量氧载体H_(2)产量从高到低依次为La>Sr>Al>Ce,La改性的ZnFe_(2)O_(4)氧载体反应活性最高。结合X射线衍射、H_(2)-程序升温还原、吸附比表面测试法等表征手段和化学链制氢实验对掺杂助剂La的氧载体物理化学性质作进一步分析,考察不同掺杂质量分数对氧载体反应性能的影响。结果表明:添加质量分数为12%La助剂的ZnFe_(2)O_(4)在化学链制氢反应中单位H_(2)产量最高;La助剂的加入提高了氧载体的比表面积,促进氧空位的形成,加快晶格氧的迁移速率,有利于化学链制氢反应。 展开更多
关键词 化学 制氢 氧载体 助剂
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Ni、Ce、Zn和Cu修饰Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体的甲烷化学链制氢特性
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作者 向浩寅 陈良勇 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4320-4332,共13页
以甲烷为燃料的化学链制氢是一种耦合CO_(2)捕集的高效制氢技术。在Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体的基础上,通过浸渍法分别添加Ni、Ce、Zn和Cu形成双金属载氧体,以提高其晶格氧传递性能、制氢性能和抗积炭性能。本文通过热力学计算、... 以甲烷为燃料的化学链制氢是一种耦合CO_(2)捕集的高效制氢技术。在Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体的基础上,通过浸渍法分别添加Ni、Ce、Zn和Cu形成双金属载氧体,以提高其晶格氧传递性能、制氢性能和抗积炭性能。本文通过热力学计算、材料表征和实验研究,研究了不同双金属载氧体还原阶段和制氢阶段的反应性能,获得了不同双金属载氧体晶相结构与反应活性、制氢性能间的构效关系;并针对筛选出的最佳载氧体,进一步研究了其循环反应稳定性。研究表明,Cu是最合适的金属添加剂。Cu在Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)双金属载氧体中形成了结构稳定的尖晶石相CuFe_(2)O_(4),提高了晶格氧活性,促进了载氧体中Fe_(2)O_(3)的深度还原,同时有效抑制积炭的生成,显著提高氢气产量和纯度,其中氢气产量由245mmol/100g载氧体提高到288mmol/100g载氧体,氢气纯度由88.3%提高到95.7%。Cu修饰Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体在循环中表现出良好的稳定性,Fe^(3+)和Cu^(2+)的迁移使其微观结构得到改善,循环反应性能得到提高。研究验证了双金属载氧体在甲烷化学链制氢反应中的可行性,研究结果为铁基载氧体的设计和筛选提供了理论和实验依据。 展开更多
关键词 化学制氢 载氧体 金属添加剂 氧传递 积炭
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多层核壳结构Fe@Al-Ti载氧体化学链制氢性能研究
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作者 蔡志阳 张俊贤 +3 位作者 汪欣 肖慧霞 高云飞 王亦飞 《燃料化学学报(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期353-361,共9页
Fe-Al-Ti载氧体在化学链制氢工艺中具有良好的循环稳定性和抗积炭性能,但反应形成FeAl_(2)O_(4)会降低抗烧结性能和氢气产率。为抑制FeAl_(2)O_(4)的生成并进一步提升载氧体反应性能,本研究采用自组装模板燃烧法制备多层核壳结构载氧体,... Fe-Al-Ti载氧体在化学链制氢工艺中具有良好的循环稳定性和抗积炭性能,但反应形成FeAl_(2)O_(4)会降低抗烧结性能和氢气产率。为抑制FeAl_(2)O_(4)的生成并进一步提升载氧体反应性能,本研究采用自组装模板燃烧法制备多层核壳结构载氧体,以TiO_(2)为介层阻隔Fe2O3与Al2O3,形成多层核壳Fe@Al-Ti载氧体,在固定床上进行化学链制氢循环,评价多层核壳结构对反应性能的影响。结果表明,Fe@Al-Ti载氧体的介层有效阻隔Fe_(2)O_(3)与Al_(2)O_(3)的接触,抑制了FeAl_(2)O_(4)形成,抗烧结性能得到进一步提升。Fe@Al-Ti载氧体在化学链制氢循环实验中无明显积炭和团聚现象,制氢能力随循环次数逐渐增加,循环稳定性较好;尤其物质的量比Al∶Ti=3.5∶1的核壳载氧体的碳转化率、制氢率和储氧量最高,分别为57.4%、75.0%和6.01 mmol/g,比非核壳Fe-Al-Ti载氧体分别增加28.4%、30.0%、26.9%。 展开更多
关键词 化学制氢 Fe_(2)O_(3)/TiO_(2)/Al_(2)O_(3) 核壳结构 固定床
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双流化床化学链制氢反应器的数值模拟
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作者 曹佳蕾 孙立岩 +3 位作者 曾德望 尹凡 高子翔 肖睿 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2865-2874,共10页
化学链制氢技术具有能耗低、产氢纯度高、清洁高效等优势,在氢能领域越来越受到重视。化学链制氢系统中复杂的流动与传递过程限制了该技术的发展,需要开展深入的研究工作揭示化学链制氢反应器的运行特性。使用双流体模型对化学链制氢双... 化学链制氢技术具有能耗低、产氢纯度高、清洁高效等优势,在氢能领域越来越受到重视。化学链制氢系统中复杂的流动与传递过程限制了该技术的发展,需要开展深入的研究工作揭示化学链制氢反应器的运行特性。使用双流体模型对化学链制氢双流化床反应器进行三维数值模拟研究,考察不同操作工况和载氧体属性对系统运行的影响,揭示反应器内部压力和固相浓度分布规律,为双流化床化学链制氢装置的运行和优化提供指导。计算结果表明,随着床料量增加,提升管压力波动幅值减小,运行更加平稳;由于进料口布置形式的影响,在提升管入口段固相分布呈现较强的不对称性;当前工况下提升管入口气速为7 m/s时反应器运行最平稳,随着流化气速增加固体循环量出现剧烈波动。 展开更多
关键词 化学制氢 载氧体 循环流化床 多相流 计算流体力学
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工业副产气化学链回收氢气技术研究进展
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作者 陈良 罗冬梅 +3 位作者 王正豪 钟山 唐思扬 梁斌 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3729-3746,共18页
我国的工业副产气年产量巨大,是一种重要的制氢资源。由于其高杂质含量,回收其中的H_(2)需要采用复杂的工艺且成本较高,导致副产气的利用率低。相比传统方法,化学链制氢技术只需两步或三步即可制得H_(2),为工业副产气转化为高纯H_(2)提... 我国的工业副产气年产量巨大,是一种重要的制氢资源。由于其高杂质含量,回收其中的H_(2)需要采用复杂的工艺且成本较高,导致副产气的利用率低。相比传统方法,化学链制氢技术只需两步或三步即可制得H_(2),为工业副产气转化为高纯H_(2)提供了一条很有前景的途径。本文针对工业副产气化学链制氢技术的研究进展,讨论了工业副产气化学链制氢工艺的技术优势,总结了不同还原气对化学链制氢过程的影响。在化学链制氢反应过程中,H_(2)的反应活性优于CO,而CH_(4)的反应过程复杂,反应温度对不同气体的反应特性影响较为显著,杂质气体N_(2)和CO_(2)会对制氢过程产生不利影响。针对载氧体,高活性和稳定性载氧体是研究的重点,设计复合型载氧体、掺杂异价元素和负载离子导体等方法是改善载氧体反应性能的重要途径。总的来讲,化学链制氢技术取得了较快的进展,也为其他化学链反应研究提供了借鉴。 展开更多
关键词 工业副产气 化学制氢 载氧体 氢气
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规模化生物质气化−化学链制氢技术研究进展与展望 被引量:1
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作者 吴笛 吴石亮 肖睿 《新型电力系统》 2023年第2期184-199,共16页
氢气具有较高的能量密度,同时是化工、冶金等领域重要的基本原料,预计在未来的能源体系中具有广阔的应用前景。而如何清洁、高效、低成本地制氢是现阶段氢能发展亟待解决的关键问题之一。生物质气化−化学链制氢是一种绿氢制备技术,有望... 氢气具有较高的能量密度,同时是化工、冶金等领域重要的基本原料,预计在未来的能源体系中具有广阔的应用前景。而如何清洁、高效、低成本地制氢是现阶段氢能发展亟待解决的关键问题之一。生物质气化−化学链制氢是一种绿氢制备技术,有望在未来实现规模化制取高纯氢气。该文概述了目前kW级化学链制氢系统的基本运行参数和制氢数据,着重对比了移动床、流化床和固定床反应器在实现大规模制氢的优势和不足,基于系统的工艺目标,指导化学链制氢反应器类型的选取。同时,结合相关模拟工作的开展,对规模化生物质气化−化学链制氢技术进行了分析和展望,为后续MW级规模生物质气化−化学链制氢工艺关键技术的优化设计和工程示范提供一定参考。 展开更多
关键词 生物质气化 化学制氢 规模化制氢 Aspen plus
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煤直接化学链气化合成尿素过程建模与性能分析
7
作者 崔富俊 刘旌江 周怀荣 《当代化工研究》 CAS 2024年第5期34-36,共3页
本文针对传统煤制尿素过程碳利用率低及二氧化碳捕集能耗高的问题,提出了煤直接化学链气化合成尿素的新工艺。本文对新工艺关键单元进行建模、模拟和性能分析。新工艺中CO_(2)、H2和N2分别来自于化学链技术的燃烧反应器,水蒸气反应器和... 本文针对传统煤制尿素过程碳利用率低及二氧化碳捕集能耗高的问题,提出了煤直接化学链气化合成尿素的新工艺。本文对新工艺关键单元进行建模、模拟和性能分析。新工艺中CO_(2)、H2和N2分别来自于化学链技术的燃烧反应器,水蒸气反应器和空气反应器,避免了高能耗的空分单元和气体分离单元,H2和N2用于合成氨,氨进一步与CO_(2)合成尿素。采用碳利用率和二氧化碳捕集能耗分析新艺的技术性能,生产成本和投资回收期分析其经济性能。结果表明煤直接化学链气化合成尿素工艺碳利用率为30.11%,相比于传统煤制尿素提高约7%,二氧化碳捕集能耗下降了97.04%。新工艺单位尿素成本相比传统工艺下降了12.18%,投资回收期缩短了4年。 展开更多
关键词 煤直接化学气化 化学制氢 煤制尿素 参数优化 性能分析
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铁基载氧体化学链水分解制氢耦合乙酸热分解试验
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作者 高道星 豆斌林 +2 位作者 张华 罗川奇 杜金博 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1-12,共12页
采用载氧体催化剂化学链直接分解水一步制纯氢,并将其与生物质热转化耦合,开发具有应用前景和经济性的制氢同时制合成气的新方法具有重要意义。探究金属螯合溶胶-凝胶方法制备掺杂Ce-Ni的铁基载氧体,以化学链水分解耦合乙酸热分解方式... 采用载氧体催化剂化学链直接分解水一步制纯氢,并将其与生物质热转化耦合,开发具有应用前景和经济性的制氢同时制合成气的新方法具有重要意义。探究金属螯合溶胶-凝胶方法制备掺杂Ce-Ni的铁基载氧体,以化学链水分解耦合乙酸热分解方式制取纯氢和富氢合成气,首先在氧化态载氧体作用下,乙酸催化热分解制取富氢合成气,载氧体被还原,实现了载氧体晶格氧的迁移,通过原位CO_(2)吸附实现热分解过程强化;其次是利用还原态载氧体与水发生铁-蒸汽过程制氢。研究发现,在乙酸催化热分解过程进行原位CO_(2)吸附强化,提高了合成气H2纯度并减少积碳。与无掺杂纯氧化铁与空白石英砂对照,掺杂适量的Ce与Ni的Fe基载氧体具有显著制氢作用,随Ce、Ni量增加,乙酸分解阶段CO_(2)和CO生成量减少,水分解阶段H2先增后降,最佳载氧体Fe、Ce和Ni组分物质的量比为100∶10∶3,加入相对于载氧体不同质量比的CO_(2)吸附剂均可有效降低合成气中CO_(2)与CO气体量,最佳质量比为1∶2,在该条件下合成气中H2体积分数提高了11.96%~26.17%,CO_(2)体积分数减少了22.85%~49.28%,CO体积分数减少了29.18%~34.05%,15次循环后载氧体仍保持较好的稳定性。 展开更多
关键词 金属螯合溶胶-凝胶法 化学水分解制氢 CO_(2)吸附剂 乙酸热分解 合成气
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化学链重整制氢系统的过程模拟 被引量:10
9
作者 赵海波 陈猛 +2 位作者 熊杰 梅道锋 郑楚光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期87-94,150,共8页
为了评价化学链重整制氢系统的性能,针对以CH4为燃料、以化学链技术(基于NiO/NiAl2O4氧载体)为核心的2种不同工艺重整制氢系统——自热化学链重整制氢系统(autothermal chemical looping reforming,CLR(a))和蒸汽重整化学链燃烧系统(che... 为了评价化学链重整制氢系统的性能,针对以CH4为燃料、以化学链技术(基于NiO/NiAl2O4氧载体)为核心的2种不同工艺重整制氢系统——自热化学链重整制氢系统(autothermal chemical looping reforming,CLR(a))和蒸汽重整化学链燃烧系统(chemical looping steam reforming,CLR(s)),采用Aspen Plus软件进行了过程模拟和热力学分析。以2种系统的产气率、冷煤气效率、CH4转化率等为评判指标,得到了各系统优化的反应条件,并分析了各操作参数(包括燃料/重整反应器温度和压力、CLR(a)中氧载体甲烷摩尔比和空气甲烷摩尔比、CLR(s)中水甲烷摩尔比和燃料甲烷份额)对系统性能的影响,最后对2种制氢系统进行了定量比较和分析。结果表明:2种化学链重整制氢系统具有相近的燃料发热量和CH4转化率(98%),但自热化学链重整制氢系统工艺更为简单,所需氧载体循环流量仅为蒸汽重整化学链燃烧制氢系统的1/3,从而可节约传输能量;而后者重整气中氢含量更高(74.14%对65.81%),且具有更高的冷煤气效率(85.28%对71.19%)和产气率(4.05对2.97)。 展开更多
关键词 过程模拟 化学重整 甲烷 制氢 灵敏性分析
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基于化学链技术制氢的研究进展 被引量:14
10
作者 罗明 王树众 +3 位作者 王龙飞 吕明明 肖仲正 朱佳斌 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1123-1133,共11页
利用氢能替代常规化石能源是运输行业应对气候变化和环境污染问题的一个重要突破口。将化学链技术应用于制氢过程不仅可以提高能量转换效率、减少环境污染,还可以在制氢的同时捕捉该过程产生的CO2,具有广阔的发展前景。本文概述了化学... 利用氢能替代常规化石能源是运输行业应对气候变化和环境污染问题的一个重要突破口。将化学链技术应用于制氢过程不仅可以提高能量转换效率、减少环境污染,还可以在制氢的同时捕捉该过程产生的CO2,具有广阔的发展前景。本文概述了化学链制氢的两种方式的原理及特点,总结了不同过程在载氧体的筛选、反应器的形式以及系统模拟方面的研究现状。指出高效载氧体的筛选和制备是各个过程成功运行的关键。化学链水蒸气重整制氢[CLR(s)]过程需要考虑管束的磨损问题,而自热化学链重整制氢[CLR(a)]过程需要注意过程中的反应热量平衡。廉价载氧体的筛选、固体燃料的化学链制氢及其系统开发是化学链制氢(CLH)过程未来研究方向。 展开更多
关键词 制氢 化学 二氧化碳 捕集 载氧体
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基于Fe_3O_4的化学链制氢动力学特性 被引量:9
11
作者 孙小燕 向文国 +3 位作者 田文栋 徐祥 徐燕骥 肖云汉 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期534-540,共7页
针对Fe3O4化学链制氢和CO2分离过程,研究了Fe3O4在CO气氛下还原以及铁在水蒸气下氧化的动力学特性.用Coats-Redfen单升温速率积分法、Ozawa组合升温速率法和lnln恒温分析法对反应机理进行了探讨,并计算了动力学参数.热重数据计算结果表... 针对Fe3O4化学链制氢和CO2分离过程,研究了Fe3O4在CO气氛下还原以及铁在水蒸气下氧化的动力学特性.用Coats-Redfen单升温速率积分法、Ozawa组合升温速率法和lnln恒温分析法对反应机理进行了探讨,并计算了动力学参数.热重数据计算结果表明:在CO和N2体积分数分别为5%和95%时,还原反应属于一级反应,750~900,℃时反应活化能为112,kJ/mol;在CO、CO2和N2体积分数分别为42.9%、14.3%和42.8%时,还原反应可用Jander扩散模型描述,750,~950,℃时反应活化能为49.828,kJ/mol;经Ozawa法验证,加入CO2后的还原反应活化能明显降低.铁与水蒸气的氧化反应接近二维核生长模型,反应活化能较低,为29.633,kJ/mol,且随着温度升高,反应速率常数增大. 展开更多
关键词 化学燃烧 制氢 动力学特性 活化能
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化学链制氢中Fe_2O_3/LaFeO_3载氧体的性能研究 被引量:8
12
作者 梁皓 宋喜军 +2 位作者 尹泽群 张喜文 方向晨 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1512-1519,共8页
采用柠檬酸络合法制备Fe2O3/LaFeO3复合氧化物,将该氧化物作为化学链制氢过程的载氧体,在反应温度为900℃、常压下,对Fe2O3/CH4(剂烷比)、进水量、金属负载量进行了考察。结果表明,剂烷比为2∶1、进水量为0.1 mL、质量分数15%Fe时载氧... 采用柠檬酸络合法制备Fe2O3/LaFeO3复合氧化物,将该氧化物作为化学链制氢过程的载氧体,在反应温度为900℃、常压下,对Fe2O3/CH4(剂烷比)、进水量、金属负载量进行了考察。结果表明,剂烷比为2∶1、进水量为0.1 mL、质量分数15%Fe时载氧体性能最好,甲烷转化率达到60%,单次循环氢气产量为45 mL。将该评价结果与XRD和H2-TPR表征结果进行关联发现,反应过程的活性位不是金属氧化物,而是吸附氧,而且吸附氧越容易还原,甲烷转化率和氢气产量越高。通过连续60次还原-氧化循环发现,该载氧体上甲烷转化率和氢气产量比较稳定,循环后仍然保持钙钛矿结构。 展开更多
关键词 化学制氢 载氧体 柠檬酸络合法 钙钛矿 甲烷
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化学链制氢技术的研究进展与展望 被引量:11
13
作者 刘涛 余钟亮 +1 位作者 李光 房倚天 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2215-2222,共8页
归纳总结了化学链技术在制氢方面的研究和应用,目前主要应用方式有三种:化学链重整制氢(CLR)、钙链循环制氢(Ca-CLP)、化学链制氢(CLHG)。为制得高纯氢气CLR和Ca-CLP都需要水汽变换、变压吸附等后续处理过程,而CLHG在实现CO_2捕集的同... 归纳总结了化学链技术在制氢方面的研究和应用,目前主要应用方式有三种:化学链重整制氢(CLR)、钙链循环制氢(Ca-CLP)、化学链制氢(CLHG)。为制得高纯氢气CLR和Ca-CLP都需要水汽变换、变压吸附等后续处理过程,而CLHG在实现CO_2捕集的同时不需要额外的氢气净化过程,优势明显。氧载体的选择、制备和反应器结构设计是CLHG的关键。与其它氧载体相比,由于铁基氧载体具有制氢效率高、廉价易得、环境友好度高等特点更适合CLHG过程。而未经修饰的铁基氧载体容易失活,通过添加惰性组分和其它金属元素能增加其可循环性、抗积碳性、反应性。气固两相的热力学特性分析有助于CLHG反应器的设计,气固逆流接触的两段流化床和移动床两类反应器适合CLHG过程。以煤为燃料的CLHG过程将是化学链制氢的重要研究方向。 展开更多
关键词 化学制氢 氧载体 移动床 流化床 氢气
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基于化学链燃烧的吸收剂引导的焦炉煤气水蒸气重整制氢过程模拟 被引量:12
14
作者 阳绍军 徐祥 田文栋 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期2363-2368,共6页
建立了基于化学链燃烧供能的吸收剂引导的焦炉煤气水蒸气重整制氢系统,该系统包含吸收剂引导的焦炉煤气重整反应器(SECOGSR)、燃料反应器和空气反应器。该系统能产生高纯H2[93.23%(mol)],仅通过冷凝即可实现CO2的捕获,分离能耗低。采用A... 建立了基于化学链燃烧供能的吸收剂引导的焦炉煤气水蒸气重整制氢系统,该系统包含吸收剂引导的焦炉煤气重整反应器(SECOGSR)、燃料反应器和空气反应器。该系统能产生高纯H2[93.23%(mol)],仅通过冷凝即可实现CO2的捕获,分离能耗低。采用Aspen Plus软件对吸收剂引导的焦炉煤气重整制氢过程进行了模拟,得到优化的反应条件为:温度650℃,压力1.5MPa,Ca/C=1,H2O/C=4。并对系统进行了模拟,以NiO/Y2O3/ZrO2(0.73/0.022/0.248,摩尔比)为化学链燃烧的载氧体和载能体,在满足反应器自热平衡和系统吸放热平衡的基础上,重整1mol焦炉煤气,燃料反应器和空气反应器所需的焦炉煤气、空气及载氧体NiO/Y2O3/ZrO2的量分别为0.139、0.648、3.11mol。该系统消耗1mol焦炉煤气的产H2量为1.30mol,捕获的CO2的量为0.355mol。 展开更多
关键词 化学燃烧 焦炉煤气 直接制氢 CO2捕集 ASPEN Plus
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化学链重整联合CO_2捕集制氢系统热力学分析 被引量:2
15
作者 诸林 蒋鹏 范峻铭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1978-1984,共7页
化学链重整是一种新型的合成气制备技术,为提高化学链重整气中H2含量,捕集CO2,提出化学链重整联合CO2捕集制氢系统。采用Aspen Plus对化学链重整过程进行模拟,结果表明:化学链重整气组成模拟值较好地吻合实验值。对所提出的系统进... 化学链重整是一种新型的合成气制备技术,为提高化学链重整气中H2含量,捕集CO2,提出化学链重整联合CO2捕集制氢系统。采用Aspen Plus对化学链重整过程进行模拟,结果表明:化学链重整气组成模拟值较好地吻合实验值。对所提出的系统进行热力学分析,以H2产率和CO2捕捉率为系统性能评定指标,得到反应优化条件:吸收反应温度为600.620℃,CaO/CH4、蒸汽/CH4、H2O/CH4、NiO/CH4物质的量之比分别为:0.8、0.25、0.3、1.4,所得产品气中H2含量为91.13%(高于化学链重整气中H2含量64.12%),H2产率为1.96,CO2捕集率达到95.44%。 展开更多
关键词 化学重整 CO2捕集 直接制氢 ASPEN Plus 热力学分析
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整合化学链空分制氧及CCS技术的煤气化制氢工艺模拟研究 被引量:2
16
作者 诸林 张政 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期159-163,共5页
整合化学链空分制氧及钙基循环CO2捕集技术,提出了一种新的煤气化制氢工艺。根据Gibbs自由能最小化原理,利用Aspen Plus对所建工艺进行了模拟。模拟结果显示,在文中所给操作、进料条件下,该工艺所得粗煤气的冷煤气效率为80.35%,产品气... 整合化学链空分制氧及钙基循环CO2捕集技术,提出了一种新的煤气化制氢工艺。根据Gibbs自由能最小化原理,利用Aspen Plus对所建工艺进行了模拟。模拟结果显示,在文中所给操作、进料条件下,该工艺所得粗煤气的冷煤气效率为80.35%,产品气中H2体积分数大于99.97%。同时对工艺中气化反应温度、水气转换反应温度和Ca O进料量等主要影响因素进行了分析讨论,得出氢效率和碳捕集率随Ca O进料量增大均呈先增加后减小的趋势。 展开更多
关键词 制氢 煤气化 化学过程 ASPEN Plus
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化学链重整直接制氢技术进展 被引量:20
17
作者 曾亮 巩金龙 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2854-2862,共9页
化学链重整直接制氢技术使用固态金属氧化物作为氧载体代替传统重整过程中所需的水蒸气或纯氧,将燃料直接转化为高纯度的合成气或者二氧化碳和水,被还原的金属氧化物则可以与水蒸气再生并直接产生氢气,实现了氢气的近零能耗原位分离,是... 化学链重整直接制氢技术使用固态金属氧化物作为氧载体代替传统重整过程中所需的水蒸气或纯氧,将燃料直接转化为高纯度的合成气或者二氧化碳和水,被还原的金属氧化物则可以与水蒸气再生并直接产生氢气,实现了氢气的近零能耗原位分离,是一种绿色高效的新型制氢过程。根据产物和供热方式的不同,可以将化学链重整直接制氢工艺分为双床系统和三床系统两类,并对各系统中氧载体与反应器的设计与选择进行了分析。通过Elingham图对不同氧载体的氧化还原能力进行比较,选取适于直接制氢的金属氧化物,并讨论了氧载体材料研发的最新进展。化学链制氢反应器设计应根据不同原料和产品的特点,选择合适的气-固接触方式,以强化化学链重整直接制氢效率。 展开更多
关键词 制氢 合成气 二氧化碳捕集 化学 重整
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铁基载氧体在化学链制氢中的应用研究
18
作者 张鑫 马波 +1 位作者 梁皓 尹泽群 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期27-33,共7页
采用柠檬酸络合法制备载体LaNiO3,浸渍法制备铁基载氧体CeO2-Fe2O3/LaNiO3,并将其用于化学链制氢过程中。在剂烷比2∶1、进水量0.1 mL、常压的实验条件下,考察反应温度对载氧体反应性能的影响。结果表明:氢气产量随Fe负载量的增加先增... 采用柠檬酸络合法制备载体LaNiO3,浸渍法制备铁基载氧体CeO2-Fe2O3/LaNiO3,并将其用于化学链制氢过程中。在剂烷比2∶1、进水量0.1 mL、常压的实验条件下,考察反应温度对载氧体反应性能的影响。结果表明:氢气产量随Fe负载量的增加先增大后减小,最佳负载量为15%;助剂CeO2的添加,提高了载氧体的性能。5%CeO2-15%Fe2O3/LaNiO3载氧体在固定床反应器、还原温度为800℃、氧化温度为800℃、剂烷比为2∶1、进水量为0.1mL的实验条件下连续循环100次后仍保持高活性。 展开更多
关键词 化学制氢 载氧体 钙钛矿 甲烷
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溶胶-凝胶法制备NiFe 2O 4载氧体及其化学链制氢反应性能 被引量:1
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作者 魏国强 周欢 +2 位作者 吴宪爽 冯杰 李海滨 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1398-1406,共9页
采用溶胶-凝胶法制备了NiFe 2O 4载氧体,并应用于化学链制氢(CLH)反应过程,通过正交实验方法考察了原料配比、溶液pH值、凝胶温度等制备条件对载氧体物化特性和制氢性能的影响。结果表明:柠檬酸与金属离子摩尔比(R CAMI)是影响载氧体前... 采用溶胶-凝胶法制备了NiFe 2O 4载氧体,并应用于化学链制氢(CLH)反应过程,通过正交实验方法考察了原料配比、溶液pH值、凝胶温度等制备条件对载氧体物化特性和制氢性能的影响。结果表明:柠檬酸与金属离子摩尔比(R CAMI)是影响载氧体前驱体空间结构的主要因素,进而影响载氧体晶型构成、比表面积及其化学链制氢性能;溶液pH值影响柠檬酸络合物水解缩聚速率,并通过强化或抑制热解气反应阶段CH 4裂解积炭来影响制氢过程H 2纯度;凝胶温度提高可强化载氧体前驱体离子成核速率,但会导致生成溶胶不稳定,影响制备载氧体晶型结构及比表面积,较低凝胶温度有利于载氧体晶格氧释放。适用于化学链制氢的NiFe 2O 4载氧体制备条件为:R CAMI为1,pH值为7,凝胶温度为60℃;制得H 2纯度接近100%。 展开更多
关键词 化学制氢(clh) 溶胶-凝胶法 NiFe 2O 4载氧体 正交实验
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生物炭模板构筑Fe-Ni复合载氧体及其化学链制氢反应性能研究 被引量:4
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作者 吴宪爽 何方 +5 位作者 魏国强 黄振 赵坤 孟俊光 赵增立 李海滨 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期500-512,共13页
采用松木热解生物炭为模板构筑Fe-Ni复合载氧体((Fe-Ni/BC),并与溶胶-凝胶法制备的NiFe_2O_4载氧体(NiFe_2O_4/SG)对比,采用SEM、XRD、XPS、BET、H2-TPR、TG-redox循环等表征方法考察载氧体的物理、化学性质,并在固定床上进行化学链制... 采用松木热解生物炭为模板构筑Fe-Ni复合载氧体((Fe-Ni/BC),并与溶胶-凝胶法制备的NiFe_2O_4载氧体(NiFe_2O_4/SG)对比,采用SEM、XRD、XPS、BET、H2-TPR、TG-redox循环等表征方法考察载氧体的物理、化学性质,并在固定床上进行化学链制氢循环实验。结果表明,Fe-Ni/BC载氧体为Ni_(0.6)Fe_(2.4)O_4与Fe_2O_3的混合晶体,保留了生物炭骨架并形成了大孔结构。与NiFe_2O_4/SG相比,Fe-Ni/BC平均粒径更小,比表面积更大,吸附氧含量更高,更有利于氧的释放。在固定床实验过程中,Fe-Ni/BC表现出更强的化学链制氢与抗积炭性能,其最大产氢速率是NiFe_2O_4/SG的1.58倍,制取H_2的相对浓度可达到99.5%以上。 展开更多
关键词 生物炭 载氧体 化学制氢
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