膜反應器內甲烷臨氧耦合二氧化碳重整特性研究.pdf

1、全球變暖和能源危機作為人類所面臨的兩個嚴峻的問題,越來越受到各國政府的重視,而改變這兩大問題就需要不斷開發(fā)新型的能源利用方式。解決此兩大問題的關鍵就是要從能源利用源頭上來進行深入的研究。甲烷和二氧化碳作為溫室效用的最為重要的物質,對其的研究越來越成為世界研究人員的熱點。甲烷臨氧耦合二氧化碳重整反應是將甲烷和二氧化碳以及氧氣作為反應原料,在適當的催化劑表面進行反應,得到一定比例的氫氣與一氧化碳的合成氣。這種反應能夠將二氧化碳作為一種變廢為

2、寶的利用方法,同時能夠解決甲烷利用過程中轉化率不高,過程能耗過高,又能緩解全球變暖的嚴峻問題。
　　本文以甲烷和二氧化碳作為主要反應物質,并在反應中添加適當的氧氣和水蒸氣,分析并研究了兩種反應器下的甲烷臨氧反應特性。從理論和實驗兩個方面考察了在普通反應器和膜反應裝置內反應操作條件以及原料配比對重整反應的影響。
　　分析與研究結果表明,溫度、氧碳比、二氧化碳甲烷比以及有無氧氣存在對兩種反應器內的甲烷和二氧化碳轉化率有極為重要的

3、影響。無論是普通反應器內的甲烷臨氧反應還是膜反應器內的甲烷臨氧反應,溫度升高都有利于甲烷轉化率和二氧化碳轉化率的提高。對普通反應器,氧碳比變化時,甲烷轉化率呈現一個上升的變化趨勢,而二氧化碳轉化率表現出逐漸下降的變化趨勢,實驗結果與理論計算結果有較為一致的變化情況,實驗中甲烷轉化率從67.4％上升到97.5％,二氧化碳轉化率從87.7％下降到38.8％。
　　氧碳比能夠作為調節(jié)產物含量的一個因素,但是調節(jié)范圍相對較窄。對膜反應器,

4、當氧碳比從0.1增加到0.8時,甲烷轉化率從58.34％逐漸上升到88.29％,二氧化碳轉化率從90.51％下降到76.49％。
　　二氧化碳甲烷比變化時,對普通反應器,當二氧化碳甲烷比增加時,甲烷轉化率表現為上升的趨勢,二氧化碳轉化率表現為下降的趨勢,對膜反應器,當二氧化碳甲烷比從0.1增加到1.9時,甲烷轉化率表現出先不斷上升的趨勢,之后趨向于穩(wěn)定的值,其相比理論結果,甲烷轉化率趨向于穩(wěn)定值對應的二氧化碳甲烷比從1.1轉移到1