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企业研究论文-甲醇蒸汽重整制氢技术及经济性探讨.doc

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企业研究论文-甲醇蒸汽重整制氢技术及经济性探讨.doc

企业研究论文甲醇蒸汽重整制氢技术及经济性探讨摘要介绍甲醇蒸汽重整制氢工艺和催化剂,对甲醇蒸汽重整制氢气技术的生产成本进行分析评价,还介绍甲醇蒸汽重整制氢技术在燃料电池中的应用。关键词氢,甲醇,蒸汽重整,燃料电池目前,世界上所需的氢气主要来自于天然气蒸汽重整和烃类的部分氧化。由于受地域、烃类资源可得性等条件限制,部分用户无法采用最为经济的天然气重整制氢技术,转而采用电解制氢和甲醇制氢技术。电解法制得标准状态下文同的氢的电耗一般为399512KWH/M3,生产成本较高,限制了该技术的发展和使用。对于中等规模的用氢场所,如1001000M3/H的用户,由于甲醇的易于运输,易于获得等特点,使甲醇制氢技术倍受关注,并应用于众多特定的场所。1、甲醇蒸汽重整制氢工艺利用甲醇制氢有二种途径甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇分解,反应方程式为甲醇部分氧化,反应方程式为甲醇蒸汽重整,反应方程式为甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高由反应式可以看出其产物的氢气组成可接近75,能量利用合理,过程控制简单,便于工业操作而更多地被采用。甲醇蒸汽重整是吸热反应,可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。甲醇蒸汽重整制氢工艺工业化多年,经历了多次技术改进,已相当成熟。该过程的典型工艺流程见图1。甲醇蒸汽重整反应通常在250300℃,15MPA,H20与CH30H摩尔比为1050的条件下进行,重整产物气经过变压吸附等净化过程,可得不同规格的氢气产品。甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统,也可以使用绝热反应系统。等温反应系统采用管式反应器,管壳中充满热载体进行换热,保持恒温反应。在绝热反应系统中,蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层,床层之间配备换热器1。反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择,变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。变压吸附净化可获得纯度高于9999的氢气产品,依据所使用的不同吸附剂及工艺条件,氢回收率在7087之间变化。溶剂洗涤、CO催化转化、甲烷化等过程均可用于净化氢气。甲醇蒸汽重整制氢工艺具有以下特点1与大规模的天然气、重油转化制氢或水煤气制氢相比,投资省,能耗低。上述制氢工艺,需在800吧以上的高温下进行,转化炉等设备需要特殊材质。同时需综合考虑能量平衡及利用,故不适用于小规模制氢。而甲醇蒸汽转化制氢反应温度低260280℃,工艺条件缓和,燃料消耗低。日

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