合成氨贮罐气膜法氢回收的设计和操作

采用膜分离技术回收合成氨贮罐气中的氢组分,返回合成氨系统作为加氢脱硫单元的氢源。设计膜分离器时,膜面积增加使渗透气氢浓度降低而经济效益上升。当贮罐气流量1300Nm3/h、渗透气绝压为0.8MPa,氢产品浓度为85%-90%时,可以获得约287.7×104Yuan/a以上的经济效益,投资回收期在17个月内。在膜分离器操作时,氢氮选择性系数降低以及贮罐气压力降低都会引起氢回收率降低,导致经济效益下降,二者对氢浓度的影响不明显。

质子交换膜反应器中乙醇缓解产物抑制的机制

质子交换膜反应器反应条件温和、氢气传质阻力小,但产物抑制会导致产物积累和加氢性能下降,是一个具有挑战性的课题.本文采用分子动力学模拟从微观角度探究了模型反应马来酸加氢产生产物抑制的原因,提出乙醇缓解产物抑制的作用机制.通过分析非均相体系中相互作用能、吸附能和吸附形态学,发现产物琥珀酸弱的极性和电离能力及稍强的竞争吸附能力使得其倾向远离溶剂水而吸附在碳载体表面,是产物抑制的主要原因.而乙醇可以通过溶剂化作用和竞争吸附作用降低琥珀酸与碳载体亲和力并增强其与水的亲和力,添加1 mol/L乙醇时,琥珀酸在碳载体上吸附能降低了约1.0 kcal/mol,而与混合溶剂乙醇/水相互作用能增加了2.8 kcal/mol,这可以将琥珀酸从碳载体表面释放并进入溶液中,有效缓解产物抑制.乙醇缓解产物抑制的机制可以为竞争吸附剂的优选提供理论指导,进一步提高质子交换膜反应器的非均相加氢性能.

WO_(3)催化剂用于电化学氢泵分离含氢气体的研究

利用偏钨酸铵前驱体静电纺丝-焙烧法设计制备了具有一维多孔纳米纤维形貌的非贵金属WO_(3)氢氧化催化剂,考察了焙烧温度对催化剂形貌和电化学性能的影响。一维多孔WO_(3)纤维催化剂显示出较高的氢氧化活性和电化学活性面积,其电化学活性面积达到商业化Pt/C催化剂的77.3%。使用非贵金属WO_(3)催化剂的电化学氢泵表现出较好的氢气分离性能,在模拟天然气制氢的H_(2)/CO_(2)混气中氢体积分数为75%、混气流量为20 sccm时,与Pt/C催化剂电化学氢泵的电流-电压曲线几乎重合。结果表明,非贵金属WO_(3)氢氧化催化剂用于电驱动氢分离具有可行性,极大地拓展了电化学氢泵在氢分离领域的规模化应用。