1、甲醇裂解制氢:氢气在工业上有着广泛的用途。近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。 氢气在工业上有着广泛的用途。
2、在特定的工艺条件下,甲醇和水在高压和高温环境中,借助专用的气固催化剂,进行裂解变换反应。这个过程主要生成大约75%的氢气(H2)和约24%的二氧化碳(CO2),同时还会产生少量的CO和CH4。
3、甲醇裂解制氢工艺原理:在一定的压力、一定温度及特种气固催化剂作用下,甲醇和水发生裂解变换反应。转化为~75%H2和~24%CO极少量的CO、CH4。转化汽经过换热、冷凝、净化,自动程序控制让将未反应的水和甲醇返回原料液罐循环使用,净化后的气体依序通过装有多种特定吸附剂的吸附塔。
在特定的工艺条件下,甲醇和水在高压和高温环境中,借助专用的气固催化剂,进行裂解变换反应。这个过程主要生成大约75%的氢气(H2)和约24%的二氧化碳(CO2),同时还会产生少量的CO和CH4。
工艺流程如图所示。甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入汽化塔,汽化后的水甲醇蒸汽经锅热器过热后进入转化器在催化剂床层进行催化裂解和变换反应,产出转化气含约74%氢气和24%二氧化碳,经换热、冷却冷凝后进入水洗吸收塔,塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用,塔项气送变压吸附装置提纯。
甲醇蒸汽重整是一种吸热反应过程,它包括甲醇分解和一氧化碳变换两个主要反应的综合效果。我公司蓝博净化科技的甲醇制氢工艺经过多次技术革新,已趋于成熟。其工艺流程如图1所示。该工艺在250-300℃的温度区间,1-5MPa的压力条件下进行,氢气与甲醇摩尔比为0-0。
甲醇重整制氢技术确实正在迎来燃料电池汽车的风口。以下是甲醇重整制氢技术在燃料电池汽车领域的主要优势:零碳排放与碳资源有效利用:通过可再生能源转化为绿色氢,再与二氧化碳合成绿色甲醇,实现了零碳排放。拓展了氢能产业链,同时降低了碳排放并实现了碳资源的有效利用。
优点 环保:燃料电池以无污染的水蒸气和热能为产物,降低了对环境的负面影响。甲醇重整燃料电池汽车的运行过程几乎不排放尾气。 高效能源利用:甲醇燃料电池具有较高的转化效率,能有效将化学能转化为电能,提升了能源利用的经济效益。
甲醇燃料电池作为燃料电池的一种,在操作过程中将甲醇与水混合重整以产生氢气,进而用于燃料电池的发电。这种技术与氢氧燃料电池显著不同,因为它不需要车辆配备氢气罐,也不需要依赖特定的加氢站。例如,雷利诺电动车就将甲醇燃料电池技术应用于其电动车上,结合蓄电池实现了“电-电”混合动力模式。
甲醇燃料电池直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,无需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢。其工作原理是甲醇在阳极转换成二氧化碳、质子和电子,质子透过质子交换膜在阴极与氧反应,电子通过外电路到达阴极,并做功。总反应式在碱性条件下为2CH4O + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O。
造车新势力中也有燃料电池技术的簇拥者。8月10日,爱驰汽车在山西高平举办甲醇重整制氢燃料电池技术奠基仪式,旗下甲醇氢燃料电池动力系统生产基地正式动工。工厂投资额20亿元,建成后可实现年产8万台/套甲醇制氢燃料电池动力系统。
1、甲醇水蒸气重整:在这一过程中,甲醇与水发生反应生成氢气和二氧化碳。化学方程式表示为:CH3OH+H2O=3H2+CO2,这是一个放热反应。甲醇部分氧化:在此方法中,甲醇与氧气反应,结果是生成氢气和二氧化碳。化学方程式为:2CH3OH+O2=4H2+2CO2,这是一个吸热反应。
2、CH3OH+ H2O → CO2+3 H2-45 KJ/mol ⑴ 转化反应的同时伴随有副产物 CO生成,经过对反应热力学和反应机理的研究,结果表明该转化反应是由两步反应完成的,即甲醇裂解反应和一氧化碳变换反应。
3、具体地,反应方程式为:CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g),在298K时,该反应的焓变(△H)为+44kJ/mol。假设反应前甲醇和水蒸气的摩尔数分别为1和3,反应后甲醇消耗了0.4mol,水蒸气也相应地消耗了0.4mol,生成的二氧化碳和氢气的摩尔数分别为0.4mol和2mol。
1、该工艺在250-300℃的温度区间,1-5MPa的压力条件下进行,氢气与甲醇摩尔比为0-0。反应产物经过变压吸附等净化手段,可以得到不同纯度等级的氢气产品。
2、工艺流程如图所示。甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入汽化塔,汽化后的水甲醇蒸汽经锅热器过热后进入转化器在催化剂床层进行催化裂解和变换反应,产出转化气含约74%氢气和24%二氧化碳,经换热、冷却冷凝后进入水洗吸收塔,塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用,塔项气送变压吸附装置提纯。
3、接着,一氧化碳和水蒸气进行变换反应,形成二氧化碳和氢气,反应式为:H2O + CO → CO2 + H2(2)。最后,甲醇和水蒸气还会进一步反应生成二氧化碳和更多的氢气,反应式为:CH3OH + H2O → CO2 + 3H2(3)。