Phương pháp reforming oxy hóa một phần

40 46 0
  • Loading ...
1/40 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 09/07/2018, 16:08

Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trongvũ trụ, tạo nên khoảng 75% tổng khốilượng vũ trụ và tới trên 90% tổng sốnguyên tử. Các sao thuộc dải chính đượccấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng tháiplasma.Hydro là nguyên tố tồn tại tự nhiên trênTrái Đất tương đối hiếm, tồn tại chủ yếudưới dạng hydro nguyên tử trongHydro là nguyên tố phổ biến nhất trongvũ trụ, tạo nên khoảng 75% tổng khốilượng vũ trụ và tới trên 90% tổng sốnguyên tử. Các sao thuộc dải chính đượccấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng tháiplasma.Hydro là nguyên tố tồn tại tự nhiên trênTrái Đất tương đối hiếm, tồn tại chủ yếudưới dạng hydro nguyên tử trongHydro là nguyên tố phổ biến nhất trongvũ trụ, tạo nên khoảng 75% tổng khốilượng vũ trụ và tới trên 90% tổng sốnguyên tử. Các sao thuộc dải chính đượccấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng tháiplasma.Hydro là nguyên tố tồn tại tự nhiên trênTrái Đất tương đối hiếm, tồn tại chủ yếudưới dạng hydro nguyên tử trong ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM Phương pháp reforming oxy hóa một phần GVGD: TS Hồ Quang Như Thành viên MSSV  Nguyễn Hoài Nam  Dương Hoàng Phi Yến 1512085 1514172  Hà Hồng Sơn 1512828  La Nam Phát 1512404 Phần I: Sơ lược về Hydrogen I Lịch sử nghiên cứu phát triển II Nhu cầu sử dụng Hydrogen Phần I: Sơ lược về Hydrogen I Lịch sử nghiên cứu phát triển • Hydro là nguyên tố phổ biến vũ trụ, tạo nên khoảng 75% tổng khối lượng vũ trụ và tới 90% tổng số nguyên tử Các thuộc dải cấu tạo chủ yếu hydro trạng thái plasma • Hydro là ngun tố tờn tự nhiên Trái Đất tương đối hiếm, tồn chủ yếu dạng hydro nguyên tử các tầng cao khí Trái Đất Phần I: Sơ lược về Hydrogen II Nhu cầu sử dụng Hydrogen Khơng thải khí gây hiệu ứng nhà kính Khơng gây ô nhiễm Hydrogen Không phụ thuộc kinh tế Được sản xuất từ nhiều nguồn Phần I: Sơ lược về Hydrogen Ứng dụng • Nhiên liệu Làm nhiên liệu phóng tàu vũ trụ Sử dụng làm nhiên liệu cho phương tiện vận chuyển hành khách máy bay Phần I: Sơ lược về Hydrogen Ứng dụng • Khí đốt Thay khí thiên nhiên: đun nóng, sưởi ấm, chiếu sáng,… Cho nhiệt cao Khơng phát khí thải Phần I: Sơ lược về Hydrogen Ứng dụng • Trong ngành cơng nghiệp tơ Phần I: Sơ lược về Hydrogen Ứng dụng • Công nghiệp chế biến  Lọc dầu: xử lý H2 thành nhiên liệu tinh chế,loại bỏ chất gây ô nhiễm lưu huỳnh Trong ngành Công nghiệp thực phẩm: dầu thực vật kết hợp với hydro Bằng cách sử dụng niken chất xúc tác, chất béo rắn sản xuất 10 Phần I: Sơ lược về Hydrogen Ứng dụng • Pin nhiên liệu  Anod 2H2 → 4H+ +4e  Cathod 2H2O O2 + 4H+ + 4e → 26 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation Khái niệm Oxy hóa phần (POx) là phản ứng hóa học Xảy hỡn hợp khí nhiên liệu trộn lẫn khơng đủ oxy đốt cháy phần thiết bị “reformer”, tạo khí hỡn hợp giàu hydro, sử dụng cho nhiều mục đích khác 27 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation Phân loại • Oxi hóa phần nhiệt (TPOx) • Oxi hóa phần xúc tác (CPOx) Xúc tác kim loại quý Xúc tác dựa Nikel 28 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation 2.1 Oxi hóa từng phần nhiệt (TPOx)  Quá trình phát triển Texaco and Shell  Với nguyên liệu đầu vào là khí thiên nhiên: chủ ́u là khí Methane (CH4) CH4 + ½ O2 → CO +2H2  Nhiệt độ làm việc khoảng 870-1400oC  Áp suất khoảng 30-80 bar 29 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation 2.2 Oxi hóa từng phần xúc tác (CPOx) • Ng̀n ngun liệu từ khí thiên nhiên : chủ ́u là khí Methane (CH4) • Trong quá trình oxy hóa phần có sử dụng thêm xúc tác (giúp làm giảm nhiệt độ phản ứng giảm chi phí làm nóng sơ dòng nhập liệu) • Làm nóng sơ cần thiết cho quá trình khử lưu huỳnh (HDS- hydro-desulphurisation) dòng nhập liệu, xảy khoảng nhiệt từ 340-390oC) 30 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation 2.2 Oxi hóa từng phần xúc tác (CPOx) 31 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation a Xúc tác kim loại quy • Xúc tác Pt  Dùng Al làm chất mang, Pt là chất cải tiến và chất hoạt tính là CeZr đạt hiệu tốt • Xúc tác Rh  Xúc tác với Rh là chất cải tiến sử dụng rộng rãi phản ứng CPO mặc cho Rh là kim loại đắt các kim loại quý 32 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation a Xúc tác kim loại quy • Xúc tác Ru Xúc tác Ruthenium có phần thú vị nó không hoạt động và chọn lọc phản ứng CPO mà nó là xúc tác rẻ số các xúc tác kim loại quý • Xúc tác Pd Xúc tác Palladium có hoạt tính cao phản ứng đốt metan nhiên bất ổn định xúc tác nhiệt độ cao khiến nó không phù hợp với phản ứng CPO Điều này có thể khắc phục bằng cách thêm vào “đất hiếm” hay các oxit “đất hiếm” vào xúc tác 33 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation b Xúc tác nền Nikel • Niken là kim loại thông dụng để dùng làm xúc tác cho quá trình oxi hóa phần khí metane • Theo thực nghiệm, Al2O3 là chất mang sử dụng rộng rãi tính ổn định nó nhiệt dộ cao và chịu điều kiện phản ứng khắc nghiệt 34 Phần IV: Nhận xét phương pháp reforming partial oxidation một số phương pháp reforming khác 35 Cơng nghệ oxi hóa khơng hồn tồn 1/ Oxi hóa khơng hòa tồn nhiệt • Ưu điểm: khơng xúc tác, thuận lợi áp suất cao, đầu vào tương đối khắc khe hàm lượn lưu huỳnh so với phương pháp CPOx • Nhược điểm:  Cần áp cao => tăng chi phí cho máy nén  Dòng khí nhiệt độ cao => cần thiết bị làm nguội  Nhiệt độ cao, thời gian dài, có quá trình oxi hóa khơng hoàn toàn tạo cốc Giải pháp: dùng xúc tác (Ni, kim loại chuyển tiếp…) để giảm điều kiện phản ứng => quy trình oxi hóa riêng phần có xúc tác (CPO) 36 Oxi hóa không hòa toàn sử dụng xúc tác ( CPOx) Ưu điểm  Xúc tác kim loại thường nền niken • Giá thành rẻ, Nikel là kim loại phổ biến, dễ tìm  Xúc tác kim loại quy • Hiệu tốt nhiều xúc tác Ni • Cho độ chuyển hóa cao , độ chọn lọc Hidro và CO tăng Nhược điểm • Hư sau thời gian -> cần chất hỗ trợ , cải tiến • Thường thêm vào đất hiếm hay oxit đất hiếm 37 Một số nhược điểm kim loại quý dùng làm xúc tác Kim loại Pt :  Sau thời gian hoạt động, xúc tác bị vô hiệu hóa lắng đọng carbon mà nguyên nhân là nguyên tử Pt tạo thành PtO di chuyển lên bề mặt xúc tác, làm giảm khả xúc tác và thiêu lên tinh thể Pt lớn => hư xúc tác Xúc tác Ru:  Tính ổn định xúc tác Ru hỗ trợ alumina và silica bị giới hạn Xúc tác Pd:  Sự bất ổn định xúc tác nhiệt độ cao khiến nó không phù hợp với phản ứng CPO 38 Phần IV: So sánh phương pháp reforming partial oxidation một số phương pháp reforming khác Công   nghệ chuyển hóa nước ( Steam Reforming): công nghệ rất phổ biến  Ưu điểm: không cần đến oxi => không cần nhà máy sản xuất oxi  Nhược điểm: quá trình chuyển hóa Methane phụ thuộc vào tỷ lệ k= Lượng nước tăng => k tăng => Hidro tạo thành càng nhiều lại nhiều chi phí cho sản xuất nước 39 Phần IV: So sánh phương pháp reforming partial oxidation một số phương pháp reforming khác Công nghệ chuyển hóa có xúc tác ( Autothemic Reforming – ATR) Ưu điểm  Tiêu tốn lượng thấp CH4+ 2O2 → CO2 + 2H2O  Lượng nhiệt tỏa cấp cho phản ứng : CH4 +H2O→ CO + 3H2 CH4 + ½ CO2 → CO + 2H2  Thiết bị đơn giản, phân xưởng nhỏ gọn, dễ dàng kiểm soát tỉ lệ H2/CO Nhược điểm  Khả cao hình thành cặn carbon  Yêu cầu áp suất cao quá trình steam reforming => nguy hiểm vận hành 40 Phần IV: So sánh phương pháp reforming partial oxidation một số phương pháp reforming khác Công nghệ chuyển hóa có xúc tác ( Autothemic Reforming – ATR)  Ưu điểm  Nhược điểm • Tiêu tốn lượng thấp cho quá trình nén • Do dùng xúc tác có hoạt tính cao- > tạo lượng lớn CO2 => cần thiết bị tách CO2 • Dùng xúc tác Nikel => dễ tìm, xúc tác rẻ => không kiểm soát CO2 gây ô nhiễm môi trường • Có thể đầu độc xúc tác ... khoảng nhiệt từ 340-390oC) 30 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation 2.2 Oxi hóa từng phần xúc tác (CPOx) 31 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation a Xúc tác kim loại... Production: 4H+ + 4e–  2H2 Phương pháp khí hóa sinh khối 25 26 Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation Khái niệm Oxy hóa phần (POx) là phản ứng hóa học Xảy hỡn hợp khí nhiên... Các phản ứng chính của những phương pháp sản suất khí tổng hợp 20 Phần II: Phương pháp sản xuất hydrogen    Phương pháp Bi -reforming Quá trình reforming tiến hành có diện CO2
- Xem thêm -

Xem thêm: Phương pháp reforming oxy hóa một phần, Phương pháp reforming oxy hóa một phần, Phần I: Sơ lược về Hydrogen, Phần II: Phương pháp sản xuất hydrogen hiện tại, Một số phượng pháp sản suất H2 từ khí thiên nhiên, Các phương pháp sản xuất Hydro khác, Phần III: Phương pháp Reforming Partial Oxydation, Một số nhược điểm của kim loại quý dùng làm xúc tác

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay