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甲醇重整制氢微反应器的研究进展

2021-04-17李新颖钟雨晨褚旭阳连云崧

厦门大学学报(自然科学版) 2021年3期
关键词:催化剂结构

周 伟,李新颖,钟雨晨,褚旭阳,连云崧

(厦门大学航空航天学院,福建 厦门 361102)

清洁高效、绿色环保是目前能源发展的主流趋势,传统的化石能源必将被以氢能为代表的新能源所取代[1-2].作为未来最具发展活力和应用潜力的物质能源,氢能近年来逐渐成为世界各国能源战略竞争的必争高地[3-4].如何高效、安全、稳定地从H2O、碳氢化合物[5-7]、醇类/酸类有机物等[8-14]含氢物质中获取氢气,一直是众多科研人员关注的焦点问题.

甲醇水蒸气重整制氢作为分布式制氢的主要实现方式,具有温和的反应温度(200~300 ℃)、较少的杂质产物(除H2外,仅含CO2和少量CO、CH4等)和较高的产氢率等诸多优点,是将氢能由实验研究转向产业化应用最具可行性的的途径之一.此外,甲醇在常温常压下以液态形式存在,为其存储和运输提供了极大的便利[15-16].多样性的获取途径(天然气制甲醇、煤/焦炭制甲醇、油制甲醇等)也使得甲醇成为制取氢气最优质的原料之一[17-23].

微反应器是利用精密加工技术制造出的通道特征尺寸在1~1 000 μm之间的微型反应器.与传统反应器相比具有以下优势:微小的通道尺寸使得反应器在较小的体积内拥有数十甚至数百条通道,显著提高了比表面积,并且削减了流体边界层的厚度,强化了反应的传质传热过程;狭窄的流道空间能够最大化地限制某些剧烈反应引发的链式效应(爆炸等),保证反应安全进行;相对独立的反应区域让微通道反应器的放大通过简单的增加通道数量或平行堆叠即可实现,突破放大效应对相关反应工业化推广的束缚;……

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