电池制氢中的天然气不完全氧化制氢法

来源:钜大LARGE    2011-05-30 17:42:00    点击量:0

1、非催化不完全氧化制氢
非催化不完全重整器中,一级燃料与空气或氧气混合通过喷嘴进入圆柱形反应器,喷嘴的设计和安排使混合物旋转,充分混合,燃烧完全。一级燃料生成的CO2和H2 0在燃烧区与二级燃料反应,生成合成气。实际反应器就是一个内衬耐火材料的管,温度可达120℃。使用液化石油气(LPG)时,每小时能生产一Om3氢气和7.7m3COo
2、催化不完全氧化反应器运行温度比非催化法低。催化不完全氧化反应器以是否加水蒸气而分为两种:
第一种不加水蒸气。非贵金属(如Ni)和贵金属(如Ru,Pd和Rh)都能作催化剂。氧化铁和氧化稀土混合物(Ln2Ru2O,)在775℃和常压下可催化天然气与空气的不完全氧化,甲烷转化率达到97%, Ni-Al2 0,和1% Ru-1%Rh-1% Pd一AI,O,也能在常压下催化甲烷的不完全氧化。
“热点”(Hot Spot)重整器,催化剂是以耐火材料为载体的铂和氧化铬。它采用点喷进料技术,在催化床中形成热点(Hot Spot因此得名)。这样设计的好处是在运行中不用对空气和燃料预热。但在反应器启动时,天然气和空气要预热到5000:,或者,引人启动燃料,如甲醇或富氢气体,其催化氧化反应放出热量可提高催化床的温度。
第二种加水蒸气。在不完全氧化反应器中加水蒸气,不完全氧化反应和蒸汽重整反应同时发生。这就可以用不完全氧化反应放
出的热量供给蒸汽重整反应。所以,此类反应器又称为自供热重整器(ATR,AutoThermal Reformer)。对于燃料电池方面的应用.特别是低温燃料电池,ATR的优点是不需要外加热源,与蒸汽重整反应器相比,ATR启动快。