CH_4-CO_2重整转化反应器热平衡和流体阻力特性的研究

基于炭催化剂特性、原料气组成和重整转化反应器的尺寸参数,建立了重整反应器体系的物料平衡和热平衡方程;并针对形状不规则炭催化剂粒度分布的特点,研究了重整转化反应器内流体阻力特性。研究结果表明:1)CO和H2O的生成热量是系统的主要放热源,占系统热量收入的71.03%,吸热的主要反应为CH4和CO2的转化反应,其吸热量占系统热量支出的33.54%,高温气体带走的大量热量占54.11%,散热量占13.51%;2)炭催化剂床层的流体阻力是重整转化反应器流体阻力的主要部分,炭催化剂粒度越大,炭催化剂床层的阻力越小,最适宜粒度组成是25～35mm的占80%,15～25 mm的占15%,5～15 mm的占5%,此时炭催化剂床层的流体阻力为313.5Pa/m。

CH_(4-)CO_2反应的催化反应动力学研究——反应级数的确定

采用 Ni/α-Al2 O3和工业 HSD-2型催化剂对甲烷—二氧化碳重整反应进行了动力学研究 ,结果表明反应中 CO的速率方程为 :RCO=k PCH4PCO2( CO2 的分压范围 :1 2 .5～ 3 0 k Pa;温度范围 :1 1 2 3～ 1 1 73 K)和 RCO=k PCH4( CO2的分压范围 :3 0～ 45k Pa;温度范围 :1 1 2 3～ 1 1 73 K) 。

基于蒸发诱导自组装法的高比表面介孔Al2O3的制备及在CO2-CH4重整催化剂中的应用

为提高镍基催化剂的干法重整活性,采用蒸发诱导自组装法制备了PA0.01,PA0.02,PA0.03和PA0.05系列Al_2O_3载体,并以水热沉积法制备了相应的4种催化剂,在800℃考察了其在CO_2-CH_4重整反应中的催化性能,并对载体和催化剂进行了表征分析.结果表明,P123与异丙醇铝(ISO-AL)摩尔比为0.02时,所制备的PA0.02载体比表面积最大,为320.12 m^2/g,相应PAC0.02催化剂比表面积高达280.15 m^2/g,可为反应提供较多的活性位,PAC0.02催化剂的CH_4和CO_2转化率最高,分别达到91.92%和94.69%;该催化剂具有较多的Ni Al_2O_4尖晶石结构,其还原峰面积占总还原峰面积的82%,还原后可获得更多的稳定的活性组分Ni.PAC0.02稳定性好,反应154 h后CH_4转化率才降至50%以下.

流态化炭催化剂粉末在非等容管道中的爆炸特性研究

针对炭催化CH4-CO2重整反应体系(炭催化剂+O2+CH4+CO2)易燃易爆的特性,在预热的非等容管道中对流态化粉状炭催化剂爆炸特性进行了实验研究,考察了流态化炭催化剂浓度、挥发分、预热温度、流态化炭催化剂粒径、初始压力等对流态化炭催化剂的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的影响.研究表明,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率随流态化炭催化剂浓度变化,呈抛物线形式分布;炭材料挥发分越高,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,其对应的最佳爆炸浓度也越低;爆炸装置的初始温度越低,流态化炭催化剂最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,且温度越低流态化炭催化剂最佳爆炸浓度越大;流态化炭催化剂粒径越小,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大;随着初始压力的升高,最大爆炸压力以及最大爆炸压力上升速率逐渐升高,且呈线性分布.