乙醇水蒸气重整制氢气剖析
Ni—Fe／La2O3-ZrO2在乙醇水蒸气重整制氢反应中的性能
Ｎ ｉ — Ｆ整 制 氢 反 应 中 的 性 能
殷 宇 ， 吴 洪达 ， 赵 略 ， 刘含智 ， 刘 天 时
（ 广 西科 技大 学 生物 与 化学 工程 学 院 ， 广西 柳州 ５ ４ ５ ０ ０ ６ ）
摘要 ： 用 草酸盐沉淀法制备 Ｌ ａ ： Ｏ ３ － Ｚ ｒ Ｏ ２ 复合氧 化物载 体 ， 用浸 渍法制 备 Ｎ ｉ — Ｆ ｅ ／ Ｌ ａ ２ Ｏ ３ 一 Ｚ ｒ Ｏ ２ 催化 剂 ； 用 ｘ射线
乙醇转化率 达到 １ ０ ０ ％， 具有较好 的催化 活性和稳定性 。
关键词 ： 乙醇 ； 制氢； 重整 ； 镍； 铁； 积碳 中 图分 类 号 ： Ｏ ６ ４ １ ． ３ ３ １ 文献标 志码 ： Ａ
一
Ｔｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｎｉ － Ｆｅ ／ Ｌａ ２ ０３ － Ｚｒ Ｏ２ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｉ ｎ
ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｈｅ ｔ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｍａ ｒｋ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｇ ｏ ｎ ｌ ａ ｐ ｈ ｓｅ ａ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｈ ｓｅ ａ ａ ｎ ｄ ａ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｃ ａ ｔ ｌｙ ａ ｓ ｔ ｓ
ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕｄ ｉ ｅ ｄ， ｌｓ ａ ｏ ｔ ｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｎ ｅ ｔ ｈａ ｎ ｏ ｌ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕ —
……催化剂乙醇水蒸气重整制氢反应机理研究
……催化剂乙醇水蒸气重整制氢反应机理研究【摘要】采用浸渍法制备了10 wt% ZnO/Al2O3催化剂，考察了该催化剂在水醇摩尔比为3、常压、450oC工作条件下乙醇水蒸气重整（SRE）制氢反应性能。
结果表明，在该催化剂上SRE反应的主要产物为H2、CH3CHO、C2H4、CH3COOH、CO2以及CH3COCH3。
H2O：C2H5OH摩尔比在3时C2H5OH转化率达38%，H2选择性达40%。
利用XRD等表征手段考察了催化剂的物理化学性质，提出了SRE反应在ZnO/Al2O3催化剂上的反应机理。
【关键词】乙醇制氢氧化锌三氧化二铝一、前言乙醇水蒸气重整（SRE）制氢是一种基于生物质能转化的制氢方式，相比传统的化石资源制氢，其有系统整体CO2零排放、来源广泛、低毒、安全等诸多优势。
因此，SRE具有广阔的发展前景。
催化剂及其反应机理研究是SRE过程开发的关键，有关SRE反应的研究已有大量文献报道。
如，Seker的研究结果显示，在450oC 时ZnO/SiO2催化剂上的C2H5OH转化率可达80%，但其H2选择性较低，且机理不清晰。
基于以上原因，本文通过浸渍法，合成出10 wt% ZnO/Al2O3催化剂，并运用微型固定床催化反应器以及各种结构表征手段，对催化剂的结构以及反应机理进行深入探究。
二、实验部分（一）催化剂制备（二）催化剂表征及活性评价X射线衍射（XRD）采用日本Shimadzu公司6000型X射线衍射仪进行分析。
催化剂活性评价在常压石英固定床反应器中进行。
反应时，将乙醇与水的混合物在130oC汽化蒸发后混合N2气进入反应管。
反应后的产物在保温状态下，直接进入色谱进行分析。
三、结果与讨论（一）ZnO/Al2O3催化剂表征结果（二）ZnO/Al2O3催化剂SRE反应性能（2）乙醇水蒸气摩尔比对催化剂性能影响。
（三）ZnO/Al2O3催化剂上SRE反应机理探讨四、结论参考文献：[1]Casanovas A.，Llorca J.，Homs N.，et al.，Ethanol reforming processes over ZnO-supported palladium catalysts：effect of alloy formation，J. Mol. Catal. A，2006.[2]Nichele V.，Signoretto M.，Menegazzo F.，et al.，Hydrogen production by ethanol steam reforming：Effect of the synthesis parameters on the activity of Ni/TiO2 catalysts，Int. J. Hydrogen Energy，2014.[3]Hull S.，Trawczyński J.，Steam reforming of ethanol on zinc containing catalysts with spinel structure，Int. J. Hydrogen Energy，2014.[4]Seker E.，The catalytic reforming of bio-ethanol over SiO2 supported ZnO catalysts：the role of ZnO loading and the steam reforming of acetaldehyde，Int. J. Hydrogen Energy，2008.[5]Goula M. A.，Kontou S. K.，Tsiakaras P. E.，Hydrogen production by ethanol steam reforming over a commercial Pd/γ-Al2O3 catalyst，Appl. Catal. B，2004.[6]Sahoo D. R.，Vajpai S.，Patel S.，et al.，Kinetic modeling of steam reforming of ethanol for the production of hydrogen over Co/Al2O3 catalyst，Chem. Eng. J.，2007.[7]Chiang H. N.，Wang C. C.，Cheng Y. C.，et al.，Density Functional Theory Study of Ethanol Decomposition on 3Ni/α-Al2O3（0001）Surface，Langmuir，2010.。
乙醇水蒸气重整制氢过程的反应方程式
乙醇水蒸气重整制氢过程的反应方程式乙醇水蒸气重整制氢是一种常见的氢气制备方法，通过对乙醇和水的催化重整反应，可以产生高纯度的氢气。
该过程的反应方程式为：C2H5OH + H2O → CO2 + 3H2乙醇水蒸气重整制氢反应方程式中，乙醇（C2H5OH）和水（H2O）在催化剂的作用下发生反应，生成二氧化碳（CO2）和氢气（H2）。
其中，乙醇作为有机化合物，经过催化剂的重整作用，分解为碳氧化物和氢气，而水则提供氧化剂的作用，参与反应生成二氧化碳。
最终得到的产物中，氢气是主要的产物，而二氧化碳则是副产物。
乙醇水蒸气重整制氢过程可以通过多种催化剂来实现，常见的催化剂包括镍基催化剂、铜基催化剂、铁铬催化剂等。
这些催化剂能够促进乙醇与水的重整反应，提高反应速率和产氢效率。
此外，适当的反应温度和压力也对反应的进行有重要影响。
乙醇水蒸气重整制氢过程具有以下几个特点：1. 产氢效率高：乙醇水蒸气重整制氢是一种高效的氢气制备方法，可以实现较高的产氢效率。
相比于其他方法，乙醇作为可再生资源，具有更广泛的来源和较低的成本，有助于提高氢气的可持续生产。
2. 环境友好：乙醇水蒸气重整制氢的反应产物中主要是氢气和二氧化碳。
氢气是一种清洁能源，燃烧后只产生水蒸气，不会产生有害物质。
而二氧化碳是一种常见的温室气体，但可以通过捕获和储存技术进行处理，减少对环境的影响。
3. 适用范围广：乙醇水蒸气重整制氢可以使用多种不同的催化剂和反应条件来实现。
这使得该方法适用于不同的工业领域和应用场景，如燃料电池、化学工业等。
4. 系统集成性强：乙醇水蒸气重整制氢可以与其他氢气生产方法相结合，实现系统集成。
例如，可以与燃料电池联合使用，实现氢气的高效利用和能量转化。
乙醇水蒸气重整制氢是一种常见且具有广泛应用前景的氢气制备方法。
通过催化剂的作用，乙醇和水发生重整反应，生成高纯度的氢气。
该方法具有高效、环境友好和适用范围广等特点，有助于推动氢能源的可持续发展。
乙醇重整制氢催化剂研究_例文
泛关注。
02
技术原理
乙醇重整制氢技术主要通过高温高压条件下，乙醇分解生成氢气和二
氧化碳。其中，催化剂在反应中起到关键作用，可提高反应速率并降
低能耗。
03
技术发展
随着科技的不断进步，乙醇重整制氢技术也在不断发展完善。近年来
，研究者通过优化催化剂结构、提高催化剂活性等手段，进一步提高
了该技术的效率和产氢量。
03
实验方法
实验材料
01
02
03
催化剂材料
本实验采用铜基催化剂， 通过添加一定量的稀土元 素进行改性处理。
乙醇原料
本实验采用市售分析纯乙 醇作为原料。
氢气
本实验采用纯度为 99.99%的氢气作为反应 气体。
实验设备
反应装置
本实验采用固定床反应器 作为乙醇重整制氢的反应 装置。
温度控制
本实验采用恒温水浴进行 温度控制，保证反应温度 的稳定性。
《乙醇重整制氢催化剂研究 _例文》
2023-10-29
目 录Βιβλιοθήκη • 引言 • 文献综述 • 实验方法 • 实验结果与讨论 • 结论
01
引言
研究背景
氢气作为清洁能源的需求日益增长 乙醇重整制氢是一种广泛应用的制氢方法 催化剂的性能对制氢效果具有关键影响
研究目的
研究新型催化剂的制备及其性能优化 探索催化剂活性与制氢效率的关系
04
实验结果与讨论
催化剂活性评价
评价方法
采用标准实验条件，如恒温水 浴、恒定乙醇浓度和压力等， 通过测量不同时间段的氢气产
量来评估催化剂的活性。
活性表现
实验结果表明，该催化剂在乙 醇重整制氢反应中表现出较高 的活性，氢气产量随时间增加
制氢技术比较及分析
制氢技术比较及分析氢是一种清洁的能源，被广泛认为是未来能源发展的方向。
然而，氢的制取过程以及使用后的储存和运输方式都存在着不少的技术难题。
随着科技的发展，氢的制取技术也在不断地进步。
本文将对目前主流的氢气制取技术进行比较及分析。
1. 蒸汽重整法蒸汽重整法是制氢的传统方法，也是应用最广泛的方法之一。
它是通过把烃类和水蒸气加热至高温下催化反应，生成一氧化碳和氢的混合气体。
这个混合气体再经过一系列的反应和处理得到高纯度的氢气。
蒸汽重整法的优点是工艺成熟，在实际应用中相对稳定可靠，并且使用的原材料价格相对低廉。
但是，它的缺点也很明显，主要是需要大量的能源和水。
此外，还会产生大量的二氧化碳等排放物，对环境造成一定的污染。
2. 水电解法水电解法是另一种常用的氢气制取方法。
它是将电能转化为化学能，在水中加入电能使水分解，生成氢气和氧气。
水电解法的优点是不需要任何燃料，不会产生任何二氧化碳等污染物，对环境友好。
并且，水可以循环利用，以及可以轻松地调节氢气产量。
但是，水电解法仍然存在一些问题，例如需要大量的能量投入，电能成本高昂，以及需要使用贵金属做催化剂。
3. 光电解法光电解法是一种新型的氢气制取方法，它结合了太阳能与水电解技术。
这种方法利用太阳光电转换，为水电解提供所需的电能。
目前，大多数光电解方法都是基于半导体光电催化剂实现的。
光电解法的优点是使用的原材料和能源都很丰富，不会产生任何污染物，还可以同步获得电能和氢气。
但是，光电解法还存在诸多技术难题，如光电催化剂的稳定性，以及光电元件的成本问题。
4. 生物法生物法是生物技术和化学工程的结合，通过利用特定的类固醇产生酶、菌株、细胞工程等新的生物技术，使有机物在具有生物催化剂作用下发生反应，得到氢气的方法。
生物法的优点是使用的原材料来源多样，使用的能源相对低，不会产生任何污染物。
但是，生物法的技术难度较大，在实际应用中存在一定的限制。
，不同的制氢技术都有其各自的优缺点。
乙醇重整制氢技术的实验研究
１ ３ 反 应条 件 的选择 ．
由于 实 验 中 反 应 压 力 为 常 压 ， 以选 择 评 价 反 应 温 度 、 应 所 反 空 速 两 个 方 面 。 经 前 期 实 验 ， 定 温 度 的 较 合 适 范 围 为 ４ ０～ 确 ５ ６０ｏ 空 速 的 较 合 适 范 围 为 ２ ７ Ｌ （ ｇａ． 。 ０ Ｃ， ４～ ２ｍ ／ ｈ・ ｅｔ）
组 分 的选 择 性 ； 用 产 气 速 率代 表 反 应 速 率 。 ③
转率 恶 化＝ 选性 嚣 择＝
２ 实 验 结 果 和讨 论
生物乙醇重整制氢原理
生物乙醇重整制氢原理生物乙醇重整制氢是一种利用生物乙醇作为原料，通过重整反应制取氢气的技术。
生物乙醇是一种可再生能源，其制取氢气的过程相对环保，并且氢气作为清洁能源在未来的能源体系中具有重要的地位。
本文将介绍生物乙醇重整制氢的原理及其工艺流程。
1. 原理生物乙醇重整制氢的原理是通过重整反应将生物乙醇分解为氢气和二氧化碳。
重整反应是一种高温催化反应，主要通过催化剂的作用将乙醇分子中的碳氢化合物断裂，生成氢气和二氧化碳。
具体反应方程式如下：C2H5OH → 2H2 + 2CO22. 工艺流程生物乙醇重整制氢的工艺流程主要包括乙醇脱水、重整反应、氢气分离和纯化四个步骤。
2.1 乙醇脱水乙醇脱水是将生物乙醇中的水分去除，以提高重整反应的效率。
乙醇脱水可以通过物理方法（如蒸馏、吸附）或化学方法（如醇醚化反应）进行。
2.2 重整反应乙醇脱水后的无水乙醇进入重整反应器，与催化剂接触，在高温下发生重整反应，将乙醇分解为氢气和二氧化碳。
重整反应一般在300-500°C的高温条件下进行，常用的催化剂有镍基、钯基和铂基催化剂。
2.3 氢气分离重整反应生成的氢气需要与二氧化碳进行分离。
常用的分离方法有压力摩擦法、吸附法和膜分离法等。
其中，压力摩擦法是利用氢气和二氧化碳在不同压力下的溶解度差异进行分离；吸附法是利用特定的吸附剂选择性吸附二氧化碳，从而实现氢气的分离。
2.4 氢气纯化分离得到的氢气还需要进行纯化处理，以去除其中的杂质。
常用的纯化方法有压力摩擦法、吸附法和膜分离法等。
其中，压力摩擦法和吸附法可以去除氢气中的二氧化碳、一氧化碳等杂质；膜分离法则可以去除氢气中的水分和其他杂质。
3. 应用前景生物乙醇重整制氢技术具有重要的应用前景。
首先，生物乙醇是一种可再生能源，其制取氢气的过程相对环保，有助于减少对化石能源的依赖。
其次，氢气作为清洁能源，在燃料电池、氢能源车辆等领域具有广阔的应用前景。
生物乙醇重整制氢技术的发展将推动氢能源产业的发展，并促进能源结构的转型。
低镍／ZnO-Ti02催化剂的乙醇水蒸气重整制氢
１ ． ２催化剂表征
Ｂ Ｔ比表面分析在 美国康塔 Ｎ Ａ ２ ０ 型 比表面积及 空隙度分析仪上进行 。７ Ｅ ＯＶ ４ ０ ｅ ７Ｋ下 以 Ｎ 做 吸附剂 ， ２
收 稿 日期 ： ０ ０１．８ 修订 日期 ：００１．４ ２ １．ＯＩ； ２ １．２１
作 者简介 ： 刘利 平（９ ５） １６・．女．博上研 ｌ牛，剐敦 授；马晓建（９３） 宄 １５－ ，男 ，教授 ，通讯联 系人 Ｅｍ ｉｍａｊ ｚ ｄ － ａ００ ～０３ ａ ． ５ ．５ＭＰ 下测 定 ，采用 Ｂ Ｈ法分析脱 附数据计算孔 分布 。ｘ射线衍射（ Ｄ 分析在荷兰 Ｊ ＸＲ ） 帕纳科 公司 Ｘ，ｅｔ Ｒ Ｐ ｒＰ Ｏ型带 Ｃｕ 的 Ｘ射线衍射仪上进 行， 靶 扫描速度 为 ６（ ／ ｎ 入射光 Ｉ １ ４ Ａ， 。 ｍｉ， ） 为 ．０ ５ ５
第２ ７卷第 ｌ 期 ２ １ 年 ２月 ０１
化 学 反应 工程 与１ 艺
Ｃｈｅ ｃ ｌＲｅ ｃｉ ｇ ｎ ｅ ｉｇａ ｅｃ ｏｌ ｙ ｍｉａ ａ ｔ ｏｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎｄＴ ｈｎ ｏｇ
Ｖ ． ｏｌ ２７ ＮＯ ｌ Ｆ ． ０ｌ ｅｂ ２ ｌ
文章编号 ：ｌ０—－ ３ ２ １ ） Ｉ ００ ６ ０ ｌ ７ １（ ０ １ ０ —０ ｌ—０ ６
基 金项 目：ｌ家 寸 玉 ｌ 科技 支撑 汁划项 １ ２０Ｂ Ｄ ６ ０ ） Ⅱ 省 白然科学赫 础研究 资助 项 ７ ２ １Ａ ８０ ５ ＝ ０７Ａ ６Ｂ４： 南 ｔ（ １（００ ４００ ）
第 ２ 卷第 ｌ ７ 期
刘利 平 等．低镍 ／ ｎ ． ｉ ２催 化剂 的 乙醇 水蒸 气 再 整制 氢 Ｚ Ｏ ＴＯ
及性能进行研 究分析 。
ｌ实验部 分
１ ． １催化剂制备
ZnO／Al2 O3催化剂乙醇水蒸气重整反应失活研究
（ １ ）乙醇来源广泛 ，可通过各种 农作物 （ 如玉米 、甘蔗 、马铃 Ｚ ｎ （ Ｎ Ｏ ） 水溶液 ，并充分振 荡 混合 ，于 ５ ０ ０℃ 、空气 气 氛 中 薯等 ） 、能源植物 、农业 废弃物 （ 如秸 秆 ） 或者城 市生活 垃圾等 焙 烧 ５ ｈ ，即得到负 载量 由 ２ ｗ ｔ ％至 １ ０ ｗ ｔ ％ 的Ｚ ｎ Ｏ ／ Ａ １ ： Ｏ 催化 生物转化生产 ；（ ２ ）系统整体 Ｃ Ｏ 零排放 ；（ ３ ）低毒 、储存运 输较安全 』 。因此 ，Ｓ Ｒ Ｅ制 氢具 有广 阔的发 展前景 。催化剂 及其反应机理研究 是 Ｓ Ｒ Ｅ过 程 开 发 的 关 键 ，有 关 Ｓ Ｒ Ｅ反 应 的 研究已有大量文献报 道 Ｊ 。Ｓ ｅ ｋ ｅ ｒ 的研究 结果显示 ，在 ４ ５ ０℃ 时Ｚ ｎ Ｏ ／ Ｓ ｉ Ｏ ， 催化剂上 的 Ｃ ， Ｈ Ｏ Ｈ转化率可达 ８ ０ ％ ；Ｌ ｌ ｏ ｒ ｃ ａ等 研究 了各种氧化物催化剂上 Ｓ Ｒ Ｅ的活性 ，结果显示 Ｚ ｎ Ｏ具有最 高的 Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ转化率 以及 Ｈ 选 择性 。由此 可见 ，Ｚ ｎ Ｏ是 各类 金属氧化物催化剂 中，Ｓ Ｒ Ｅ制氢性 能最好 的催化剂 之一 ，但有 关其耐久性 以及稳定性 的实验数 据并没有 文献报道 。基 于 以上 原 因，本 文通 过 浸渍 法 ，合 成 出不 同负 载 的 Ｚ ｎ Ｏ ／ Ａ １ ０ 催 化
陈孟楠
（ 重 庆 工业职 业技 术 学院 ，重庆 ４ ０ １ １ ２ ０ ）
摘 要 ：采用浸渍法制备了一系列 Ｚ ｎ Ｏ ／ Ａ １ ： ０ ， 催化剂，考察了该催化剂在水醇摩尔比为 ３ 、常压、 ４ ５ ０℃工作条件下乙醇水
蒸气重整 （ Ｓ Ｒ Ｅ ）制氢反应活性及稳定性 。结果表 明 ，Ｚ ｎ Ｏ负载量达到 １ ０ ｗ ｔ ％时 ，Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ转 化率最高 ，但 催化剂在 １ ６ ０ ｍｉ ｎ内出 现明显失活 。利用 Ｂ Ｅ Ｔ等表征手段考察 了反 应前后催 化剂 的物 理化学 性质 ，并 通过 失活模 型模 拟 ，提 出 了 Ｚ ｎ Ｏ ／ Ａ １ ０ 催化 剂上 Ｓ Ｒ Ｅ制氢反应 的失活原 因。
乙醇水蒸气重整制氢原理
乙醇水蒸气重整制氢原理乙醇水蒸气重整制氢，这个话题听起来挺高大上的，其实说白了就是把我们日常用的乙醇，像白酒、啤酒那种，变成氢气，听起来是不是有点像魔法？咱们平时喝的酒可不是随便的，里面可是有许多化学成分的。
想象一下，如果能把酒变成清洁能源，真是美事一桩！想象一下，喝了酒后，下一步竟然能为环保出一份力，真是“酒香不怕巷子深”啊。
这个过程其实不复杂。
我们需要把乙醇和水混合在一起，这样就能产生蒸气。
然后，咱们就用高温将这个混合物加热。
想象一下锅里冒出的热气，那气氛可真是热烈得不得了！高温下，乙醇和水的分子开始变得活跃，像一群跳舞的小精灵，四处乱撞。
就这样，它们相遇、碰撞，反应生成了氢气和一些其他的气体。
这个氢气就是咱们的“明星”，是未来的清洁能源，没错，就是那种可以用来发电的氢气。
更妙的是，这个反应不仅能产生氢气，还能释放出一些热量。
这就像是把酒和水放在锅里，火一开，不仅能喝酒，还能顺便把锅里的菜煮熟，真是一举两得！氢气在燃烧的时候，唯一的“废物”就是水，想想看，多环保啊！这就跟“喝酒不误吃饭”一样，咱们喝酒的同时，还能为地球出一份力。
咱们也不能光想着好处，整个过程还是有点挑战的。
比如说，要控制好温度和压力，不然反应就会失控，像个失控的派对，谁也管不住。
太高的温度会让分子“炸了锅”，太低又反应不充分，结果让人失望，心里那个难受啊！所以，得精细控制，真是“万事开头难”，不过只要掌握了窍门，成功就在眼前。
这项技术还有个好处，就是它的原料来源广泛。
乙醇可以从植物中提取，比如玉米、甘蔗，甚至一些废弃的生物质，想想那些喝剩的酒、丢掉的果皮，都能派上用场，真是“物尽其用”。
不仅减少了废物，还能创造出能源，这就好比是“废物利用”的最佳案例，怎么说都让人心里舒服。
在未来，随着科技的发展，这个技术可能会越来越成熟。
想象一下，咱们在家里就能通过简单的设备，把喝剩的酒变成氢气，哇，真是太酷了！也许某天，喝酒的人不再担心喝酒驾车的问题，因为只要把酒倒进设备里，就能为家里的电器提供能量，真是太有意思了。
乙醇和水蒸气制氢气 起始投料比
乙醇和水蒸气制氢气起始投料比
乙醇和水蒸气制备氢气的起始投料比取决于所需的氢气产量和反
应条件。
在乙醇水蒸气重整反应中，高温、高水-乙醇比有利于增大单位摩尔乙醇产生的氢气量，而高温、低水-乙醇比则有利于提高氢气在气相产物中的湿基摩尔分率。
水-乙醇比对氢气的干基摩尔分率影响不明显，但温度越高，氢气的干基摩尔分率亦越高。
当温度高于800K后，温度的影响不再明显。
低水-乙醇比是导致积碳的主要原因，对于较低的温度，积碳则更为严重。
减少压力有利于氢气和一氧化碳的产生，有利于乙醇和水的转化，以及反应中间产物乙醛、甲烷发生水蒸气转化反应。
因此，乙醇水蒸气重整反应应该在负压或常压下进行。
在实际的工业应用中，为了优化氢气的产量和选择性，通常会根据具体的催化剂性能、反应器设计和所需的氢气纯度来确定最佳的起始投料比。
例如，在车载应用的研究中，可能会考虑不同的水醇比和空速来探讨温度对主要产物选择性的影响。
在实际操作中，建议根据具体的反应条件和目标产品要求，通过实验来确定最佳的乙醇和水蒸气的起始投料比。
乙醇制氢工艺流程与性能研究
乙醇制氢工艺流程与性能研究氢是一种清洁、高效、可再生的能源。
随着能源领域的技术不断发展，氢能作为一种重要的替代能源，已经受到越来越多的关注。
目前氢能的主要生产方式是通过水解方法，而在这种方法中涉及的产氢剂也不尽相同。
其中乙醇，作为一种常见的生物质燃料，也成为了一种制氢的产氢剂。
以下将结合乙醇制氢的工艺流程与性能研究进行探讨。
一、乙醇制氢的工艺流程由于乙醇是一种相对稳定的化合物，因此纯乙醇需要在高温、高压和催化剂的作用下，才能进行裂解反应，得到氢气和二氧化碳。
一般来说，乙醇制氢的工艺流程可以分为以下几个主要步骤：1. 加热和蒸发在该步骤中，乙醇会被加热和蒸发，从而得到纯度较高的乙醇汽化。
2. 蒸气裂解在该步骤中，蒸发后的乙醇会在高温、高压和催化剂的作用下，发生裂解反应，从而得到氢气和二氧化碳。
3. 除去二氧化碳由于裂解反应除了氢气之外还会产生二氧化碳，因此需要采用特殊的气体分离技术将二氧化碳从氢气中除去。
4. 精馏和压缩在该步骤中，需要对产生的氢气进行精馏和压缩，使其达到纯度较高的氢气。
二、乙醇制氢的性能研究乙醇制氢虽然是一种常见的生物质燃料制氢方法，但是其产氢效率和能源效益仍有待进一步研究。
1. 产氢效率的研究在乙醇制氢的工艺流程中，很多因素如反应温度、催化剂种类和乙醇质量分数等都会对产氢效率产生影响。
因此，通过对这些因素进行研究，可以提高乙醇制氢的产氢效率。
2. 能源效益的研究乙醇制氢的工艺流程中需要消耗一定的能量，因此需要评估这种制氢方法的能源效益。
通过比较乙醇制氢的能源消耗和其他制氢方法的能源消耗，可以评估其能源效益。
3. 应用前景的研究除了产氢效率和能源效益外，乙醇制氢的应用前景也是一个需要考虑的问题。
乙醇制氢可以广泛应用于电力、化工、交通等多个领域，在这些领域中发挥巨大的作用。
综上，乙醇制氢是一种重要的制氢方法，它通过对生物质燃料的利用，实现了可再生能源的高效利用。
虽然乙醇制氢仍需要进一步的研究和完善，但是它已经成为了未来氢能产业发展的重要方向之一，具有广泛的应用前景。
生物油水蒸气重整制氢技术-概述说明以及解释
生物油水蒸气重整制氢技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以写成以下形式:引言是一篇文章中的重要部分，它能够引导读者对整篇文章的理解和阅读。
本篇文章旨在探讨生物油水蒸气重整制氢技术，该技术作为一种可持续的能源转换方式，具有广泛的应用前景和重要的环境意义。
本文将对生物油水蒸气重整制氢技术进行全面的介绍和分析，深入探讨其主要原理、关键技术要点以及存在的问题与挑战。
生物油水蒸气重整制氢技术是一种利用生物质资源，通过将生物油与水蒸气进行化学反应来产生氢气的技术。
生物油作为一种可再生能源，具有独特的优势，例如具有高能量密度、可再生性和低碳排放等特点。
而水蒸气重整反应是一种高效的氢气产生方法，该反应通过将生物油分解成一系列气体组分，然后进一步转化生成氢气。
本文将首先介绍生物油水蒸气重整制氢技术的基本原理和反应过程。
其次，我们将重点讨论该技术中的关键技术要点，包括适宜的催化剂选择、合适的反应条件以及提高反应效率的策略等。
我们还将分析该技术面临的挑战和问题，如催化剂寿命和选择性、能源消耗以及产物处理等方面的挑战。
通过对该技术的全面介绍和分析，我们可以深入了解其在能源转换领域的应用前景和环境意义。
此外，我们还将探讨其未来的发展方向和可能的改进策略，以及对于实现清洁能源转型和可持续发展的贡献。
总之，本文旨在全面介绍和分析生物油水蒸气重整制氢技术，通过深入了解其原理、关键技术要点和存在的问题与挑战，以期为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和借鉴。
我们相信，生物油水蒸气重整制氢技术将为实现可持续发展和应对能源危机提供重要的解决方案。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本文的组成和内容安排。
本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
概述部分简要介绍了生物油水蒸气重整制氢技术的概念和应用背景，说明了该技术在能源领域具有重要的研究和应用价值。
文章结构部分则对本文的组织结构进行了说明，指出本文共分为引言、正文和结论三个主要部分，并提供了每个部分的具体内容。
乙醇水蒸气重整制氢热力学分析
１０条 件 下 ．计 算 了乙 醇 水 蒸 气 重 整 反 应 产 物 各 组 分 的平 衡摩 尔组 成 。基 于 乙醇水 蒸 气 重 整 反应 在 已有 的热 力学 反 应 条 件 下 ，对 产 物平 衡摩 尔 数 有 一定 的限制 ，同时考 虑 到 甲醇 也 会 与 水 发生 重 整 制 氢反 有 着 极 为 相 近 的 反 应 条 件 与 反 应 产 物 ，【大Ｊ 此 ，在 乙醇 水 蒸 气 重 整 制 氢 反应 的 基 础 上 。加 入 同 系 物 甲 醇 ，以 此 来 提 高 反 应 产 物 的平 衡 摩 尔 数 。与 乙醇 重 整 反 应相 比 ，甲醇 重整 反 应 的温 度 较低 ．在 乙醇重 整中加入 甲醇 可以使反应条件变 得温和 ，在工业 上具有一定的实际应用价值 。 目 前 ，同 系物 甲醇 的 加入 对 乙醇 水 蒸气 重 整 制 氢 热 力 学 的分 析还 未 见 文献 报 道 。
Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｓｈｕｏｌ２０９＠ １６３．ＣＯｎｌ
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刘 说 。等 乙醇水蒸 气重整制 氢热 力学分析
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（１）
压 力 为 １￣１０５￣８０ｘｌ０５ Ｐａ时 ，Ｈ 的 平 衡 摩 尔 数 随 着 压 力 的升 高 逐 渐 变 小 。且 在 １ ｘｌＯｓ－２０ｘ１０ Ｐａ
０ 前言 目前 ．世 界 大多 数能 源来 自化石 燃料 。相对 于
化石 燃 料 ，氢 的燃 烧 不排 放 污染环 境 的物 质 ，同 时 基 于燃 料 电池技 术 ，采用 氢 为燃 料可 以构 成一 个 能 源 系统【”。氢 被认 为是 未 来能 量 的载体翻。当前 几乎 ９０％的 氢 气 是 由化 石 燃 料 经 水 蒸 气 重 整 而 来 的 ，在众 多 的用 于生 产氢 气 的液体 原料 中 ，乙醇 具有可再生 、容易运输 、可生物降解 、毒性低等优 点 因此 ，乙醇 制氢 的相关 研 究具 有 重要 的意 义 。
乙醇水蒸气重整制氢气
Ni基蒙脱土催化剂
镍基催化剂具有价格低廉，在乙醇水蒸气重整反 应中有高活性和高选择性的特点，因此是一种很有潜 力的制氢催化剂，但镍基催化剂的稳定性即抗积碳和 烧结性能比较差。 催化剂的制备采用等体积浸渍法。
Ni含量的影响 反应温度为 350℃，含镍 量为 5%时，CH3CHO、 CH4和 CO 等产物的选择 性依次为 10.9 %、13.7 % 和 13.1 %，产物中还有极 少的 C2H4存在，说明较低 的Ni含量不足以将乙烯转 化。将含镍量提高至 10% 时，CH3CHO 已经完全消 失，CH4和 CO 含量均都 有一定的提升，表明此时 的催化剂提供的活性位足 以使乙醛全部分解为甲烷 和一氧化碳。继续增加含 镍量至 15%时，有大量的 C2H4生成，说明催化剂中 含镍量过高，反而促进了 脱水反应的发生，催化剂 的稳定性受到影响，因为 过多的 C2H4会导致积碳的 发生。
第一组：陈韦帆，柴新杰，陈金 辉，蔡鹏斌，冯春，陈龙建
1.研究背景 2.反应方程式和反应条件 3.催化剂 4.最新催化剂反应体系研究进展
1.研究背景
随着全球温室效应日益明显，常规能源的长期使用使其日 益枯竭，因而寻找一种可以替代常规能源的绿色燃料成为一种 必要。氢气因为它具有能量密度高、无污染等特点被誉为“世 纪能源”。 氢气的制备方法有很多，比如金属氢化物制氢、金属置换 制氢、电解水、化学的方式对烃类和醇类重整制氢等，其中因 为有机化合物重整制氢成本较低、原料来源广而成为研究的热 点。有机化合物重整制氢研究最为成熟的是对甲醇的重整制氢 气。但甲醇毒性太大、不易储存、制取成本相对较高等缺点而 限制了应用。乙醇对比甲醇有很多优点：（1）来源广泛：可通 过谷物等生物质降解发酵制取而且还可以化石资源中获取；（2） 乙醇的能量值大于甲醇；（3）毒性低且易储存和运输，在低温 下乙醇易凝固成固态，更有利于运输。对于乙醇水制氢气的最 为有效的应用装置为燃料电池
生物质制乙醇、乙醇重整制氢原理、途径和催化剂
生物质制乙醇、乙醇重整制氢原理、途径和催化剂导读：1、乙醇制氢的途径；2、乙醇制氢转化反应式；3、乙醇制氢不同活性组分催化剂的研究。
概述随着废除燃油车的呼声越来越高[64]和燃料电池技术的发展，燃料电池汽车已成当今热点，因此对氢的需求逐渐増大，但目前常用的制氢方法是以化石燃料重整和水电解为主。
从可持续发展的角度考虑，人们已开始选择可再生原料，如生物乙醇等低碳醇，因其可再生、含氢量髙、廉价、易储存、运输方便、来源广泛等特点，成为制氢硏究的主要对象。
在乙醇制氢的方式中，以乙醇水蒸气重整制氢为主，其显著优点是可以用乙醇含量为12%(体积分数)左右的水溶液为原料，直接从乙醇发酵液中蒸馏得到而不需精馏提纯，成本低廉、安全、方便。
乙醇重整制氢反应所需的貝有高活性、高选择性、高稳定性的催化剂和能满足供应、经济性高的乙醇是实现催化制氢商业化应用的两大核心因素。
乙醇制氢的途径传统的制氢方法是用水蒸气通过灼热的焦炭，生成的水煤气经过分离得到氢气，电解水或甲烷与水蒸气作用后生成的物质经分离也可以得到氢气。
近年来开发出许多新的制氢方式：甲烷及碳氢化合物的蒸汽重整和部分氧化、汽油及碳氢化合物的自热重整、甲醇重整和乙醇重整等。
乙醇制氢，理论上乙醇可以通过直接裂解、水蒸气重整、部分氧化、氧化重整等方式转化为氢气。
其转化反应式可能是：(1)水蒸气重整(2)部分氧化(3)氧化重整(4)裂解乙醇水蒸气重整的主要相关反应见表4-5表4-5乙醇水蒸气重整的主要相关反应[67]热力学分析表明，提高反应温度和水与乙醇的比例有利于氢的生成，不同金属可以催化上述不同的化学反应，因此选择适合的催化剂是提高氢转化率和选择性的关键。
不同活性组分催化剂的研究在乙醇制氢过程中，选择具有高活性、高选择性、髙稳定性的催化剂，将促进反应的进行。
乙醇制氢使用的催化剂体系比较有限，近期研究较多的非贵金属有Ni系和Co系催化剂，而贵金属催化剂因其高活性，也在进一步研究如何有效的利用。
水蒸汽重整制氢技术
水蒸汽重整制氢技术
水蒸汽重整是制取氢气的一种关键工艺。
这种技术通常用于从天然气或其他烃类化合物（如甲烷）中生产氢气。
水蒸汽重整具体步骤如下：
1.首先是蒸汽重整反应，将天然气（主要是甲烷）与水蒸汽在高温（通常在700°C至1000°C之间）和高压下进行催化反应。
通常需要镍（Ni）或钯（Pd）等金属作为催化剂。
CH4 + H2O -> CO + 3H2 这个反应会生成一氧化碳和氢气。
2.第二步是水煤气变换反应，通过触媒将产生的一氧化碳与水蒸汽进行反应，生成更多的氢气。
CO + H2O -> CO2 + H2 3. 最后是转移反应，通过床层等方式将产生的二氧化碳与剩余的水进行反应，生成更多的氢气和二氧化碳。
CO + H2O -> CO2 + H2 这样就得到了高纯度的氢气。
水蒸汽重整是工业上最常用的制氢工艺，它非常高效，但也会产生一氧化碳和二氧化碳等副产物，这些副产物需要被处理以减少对环境造成的不良影响。
三种催化剂应用于乙醇重整发动机的模拟试验研究
三种催化剂应用于乙醇重整发动机的模拟试验研究0 引言随着近年来经济的高速发展，能源需求与日俱增，传统的化石能源日益紧缺，据估计，全球石油将在2032 年耗尽，天然气将在2028 年耗尽。
另一方面，化石能源的大量使用引起了全球气候的突变，温室效应就是一个明显的例子，它严重威胁着人类的生存发展。
问题还不止这些，以化石燃料为基础的现代工业对地球环境产生了巨大的污染和破坏。
基于以上的问题，世界上大部分国家都在找寻着一些可再生的环境友好型能源用以渐渐替代化石能源，而氢能源就是新能源中一颗闪亮的明珠。
氢的制取是氢能源利用中关键的一环，目前研究的制氢的方法很多[1] [2]，既可以通过化学方式对烃类、醇类等有机化合物进行催化重整制氢；用生物质制氢；金属置换制氢；太阳能光解水制氢；金属氢化物制氢；还可以通过电解水，热裂解有机物，高能射线及等离子体弧制氢。
本文的乙醇重整燃料发动机，采用可再生的生物乙醇为原料，利用发动机余热重整制取富氢混合气体，原料来源广泛，由于用酒精重整后的混合气代替传统燃料在缸内燃烧，从而对空气的污染较小，能够实现更严格的排放要求。
本文主要比较和分析了三种不同催化剂在乙醇重整中温度、流量与重整率的关系以及他们的气体选择性和稳定性，文中的实验是模拟发动机的工作状况进行的小型试验，主要目的是总结出催化剂的催化性能，为今后的发动机台架试验做准备。
1 乙醇水蒸气重整反应乙醇水蒸气重整是一个非常复杂的反应，国内外对其反应过程的的研究仍然没有定论，根据本文试验的具体反应条件，在重整器中可能发生以下的反应：1、乙醇裂解反应，乙醇直接裂解为甲烷、氢气、一氧化碳，这种反应常发生在C-C 键断裂能力较强的催化剂上，如Ni 基催化剂。
Diagne[3]和Frusteri [4]认为在这种裂解中经历了乙醇脱氢生成乙醛，乙醛再裂解为甲烷和一氧化碳的过程。
反应如下:C2H5OH→C2H4O+H2C2H4O→CH4+CO2、乙醇水蒸气重整反应，在化学工业上，常用到下面的反应式：CH3CH2OH+3H2O→6H2+2CO2但考虑到在发动机上的应用，本文实验的水醇配比更接近于不完全重整：CH3CH2OH+H2O→4H2+2CO3、水汽变换反应，由于反应体系中含有水蒸气和氢气，所以水汽变换及其逆反应在所有温度区间段上都可能发生，并对产气量有较大的影响。
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还原温度的测试
还原温度对 10Ni/MMT 催化剂对产物选择性有影 响，在500℃-800℃的还原温度范围内，都能实现乙醇 100%的转化，并随着还原温度的提高催化活性和稳定 性也相应改善。C2H4、C2H6、C2H4O 等副产品会 在还原温度达到 600℃时完全消失。在 6.5 小时，H2 和 CO2的组成增加了，同时 CO 和 CH4的组成则减少 了，当温度从600℃开始反应就由动力学控制区域进 入热力学控制区域，由于受热力学的限制，所以还原 温度的继续升高并不能改变产物的分布。从中可以发 现，高还原温度下可能会获得更多的活性 Ni 从而提水蒸气重整制氢的催化剂来说，除了要具有良好的活性以外，稳定性也 是一个重要的指标。以 550℃焙烧的 10Ni/MMT 催化剂作为研究对象对其进行稳 定性测试。分别选取 450℃和 550℃两个不同的反应温度。
从图可知，450℃时，开始的时候催化剂Ni活性 好，C2全部分解，氢气选择性高，没有乙烯和乙醛等 中间产物。但是5h后出现C2，；之后乙醇转化率明显 下降，并且出现乙醛，乙烯等C2副产物，氢气的选择 性下降，说明催化剂开始失活；而在550℃时，氢气选 择性更高，并且乙醇转化率和各产物的选择性随时间 波动不大，表明 10Ni/MMT 在此温度下有较高的稳定 性。
Ni基蒙脱土催化剂
镍基催化剂具有价格低廉，在乙醇水蒸气重整反 应中有高活性和高选择性的特点，因此是一种很有潜 力的制氢催化剂，但镍基催化剂的稳定性即抗积碳和 烧结性能比较差。 催化剂的制备采用等体积浸渍法。
Ni含量的影响 反应温度为 350℃，含镍 量为 5%时，CH3CHO、 CH4和 CO 等产物的选择 性依次为 10.9 %、13.7 % 和 13.1 %，产物中还有极 少的 C2H4存在，说明较低 的Ni含量不足以将乙烯转 化。将含镍量提高至 10% 时，CH3CHO 已经完全消 失，CH4和 CO 含量均都 有一定的提升，表明此时 的催化剂提供的活性位足 以使乙醛全部分解为甲烷 和一氧化碳。继续增加含 镍量至 15%时，有大量的 C2H4生成，说明催化剂中 含镍量过高，反而促进了 脱水反应的发生，催化剂 的稳定性受到影响，因为 过多的 C2H4会导致积碳的 发生。
积碳分析
在镍系催化剂催化乙醇蒸气重整反应中，催化剂 的积碳是影响其稳定性的重要因素，积碳与催化剂的 制备、反应条件和活性组分的烧结密切相关。 250℃-420℃的失重归咎于活性组分表面涂层碳的 消除；420℃以上的失重峰是由于石墨碳的燃烧。 根据热重分析可知，400℃反应的催化剂积碳严 重，这主要是甲烷、乙烯等副产物在较低温下无法转 化分解，进而聚集导致积碳。这主要是甲烷、乙烯等 副产物在较低温下无法转化分解，进而聚集导致积碳 。500℃反应的催化剂表面上的涂层碳和总积碳量最 少，说明高的反应温度能降低催化剂的积碳。
结论 经过测试，Ni含量在10%，550℃下焙烧，在 600℃以上温度下进行还原处理的Ni基蒙脱土催化剂 活性最高，稳定性最高，并且积碳最少。
最新催化剂研究方向
Ni基的催化剂虽然有很强的断C-C键和C-H键的能 力，但催化剂寿命短，低温容易积碳失活，低温催化 选择性不高，故未来的研究方向应该是找办法使催化 剂的寿命得以延长，解决低温积碳和提高低温催化活 性和选择性。
第一组：陈韦帆，柴新杰，陈金 辉，蔡鹏斌，冯春，陈龙建
1.研究背景 2.反应方程式和反应条件 3.催化剂 4.最新催化剂反应体系研究进展
1.研究背景
随着全球温室效应日益明显，常规能源的长期使用使其日 益枯竭，因而寻找一种可以替代常规能源的绿色燃料成为一种 必要。氢气因为它具有能量密度高、无污染等特点被誉为“世 纪能源”。 氢气的制备方法有很多，比如金属氢化物制氢、金属置换 制氢、电解水、化学的方式对烃类和醇类重整制氢等，其中因 为有机化合物重整制氢成本较低、原料来源广而成为研究的热 点。有机化合物重整制氢研究最为成熟的是对甲醇的重整制氢 气。但甲醇毒性太大、不易储存、制取成本相对较高等缺点而 限制了应用。乙醇对比甲醇有很多优点：（1）来源广泛：可通 过谷物等生物质降解发酵制取而且还可以化石资源中获取；（2） 乙醇的能量值大于甲醇；（3）毒性低且易储存和运输，在低温 下乙醇易凝固成固态，更有利于运输。对于乙醇水制氢气的最 为有效的应用装置为燃料电池
2.工业应用流程和反应方程
反应方程
乙醇水蒸气重整制氢体 系非常复杂，副反应较 多，因此催化剂在乙醇 转化为氢气的过程中起 着至关重要的作用，合 适的催化剂能最大限度 的提高氢气的选择性， 抑制积炭的形成以及减 少乙醇的脱水等副反 应。
3.催化剂
（1）贵金属催化剂，以Pt、Ru、Rh和Pd等为主； （2）非贵金属催化剂，以Cu,Ni和Co等为主； （3）金属氧化物催化剂；