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太阳能驱动甲烷干重整Ni泡沫反应器的设计与优化
被引量:
1
1
作者
秦宁
赵露露
+1 位作者
穆泽垲
郑雪蓉
《低碳化学与化工》
CAS
北大核心
2024年第5期72-80,共9页
太阳能驱动甲烷干重整转化技术可将CO_(2)和CH_(4)协同转化为燃料,是实现太阳能储存和CO_(2)减排的有效途径。多孔泡沫反应器因具有良好的热导率、较高的机械强度和气体渗透性,而成为太阳能驱动甲烷干重整转化技术规模化应用的研究热点...
太阳能驱动甲烷干重整转化技术可将CO_(2)和CH_(4)协同转化为燃料,是实现太阳能储存和CO_(2)减排的有效途径。多孔泡沫反应器因具有良好的热导率、较高的机械强度和气体渗透性,而成为太阳能驱动甲烷干重整转化技术规模化应用的研究热点。通过计算流体动力学模拟(CFD)研究了入口条件对反应器反应性能的影响。结果表明,入射总辐射量为130.8 W、入口流速为0.85 L/min时反应器反应性能最好,CH_(4)、CO_(2)转化率和光-燃料效率分别为79.73%、87.53%和37.03%。通过CFD耦合遗传算法(GA)对均匀多孔Ni泡沫反应器(简称“Ni泡沫反应器”)的孔结构与反应性能之间的关系进行了研究。结果表明,增大孔隙率可以在一定程度内提高Ni泡沫反应器的反应性能,而随着孔径的增大,反应性能先提高后降低,其中当孔隙率为0.93、孔径为1.72 mm时获得的Ni泡沫反应器(结构3)具有最优的反应性能,其CH_(4)、CO_(2)转化率和光-燃料效率分别为83.55%、89.53%和46.47%。之后提出两种双梯度渐变孔径Ni泡沫反应器的设计优化策略(分别为孔径轴向上由大变小、径向上由小变大渐变(结构1)和孔径轴向、径向上都由大到小渐变(结构2))。与结构3相比,结构1有助于辐射深入的同时保证中心区域温度更高,光-燃料效率为55.00%;结构2有助于太阳能的逐步吸收,进而提高温度均匀性,光-燃料效率为52.20%。
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关键词
甲烷干重整
太阳能
泡沫反应器
计算流体力学
遗传算法
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职称材料
助剂对泡沫金属微反应器内二甲醚水蒸气重整制氢的影响
2
作者
海航
闫常峰
+2 位作者
胡蓉蓉
郭常青
李文博
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第10期1210-1216,共7页
采用共沉淀耦合机械混合法制备了CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5双功能催化剂用于二甲醚水蒸气重整制氢的研究,结合BET、H2-TPR、XRD、SEM等表征手段,在泡沫金属微反应器内考察助剂Cr、Zr、Ce、Co对双功能催化剂催化性能的影响。研究结果表明,加...
采用共沉淀耦合机械混合法制备了CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5双功能催化剂用于二甲醚水蒸气重整制氢的研究,结合BET、H2-TPR、XRD、SEM等表征手段,在泡沫金属微反应器内考察助剂Cr、Zr、Ce、Co对双功能催化剂催化性能的影响。研究结果表明,加入Cr助剂后,可以有效降低催化剂的平均孔径和还原温度,并抑制催化剂制备过程中氢氧化锌晶相的形成,催化剂的低温催化性能明显提高,二甲醚的转化率和氢收率在较低温度下即可分别达到99%和95%,表现出了良好的低温反应活性。考察了反应温度、空速和水醚比等条件对二甲醚水蒸气重整催化剂催化活性的影响,在250℃、空速3 884 mL/(g·h)、水醚比为5的条件下,CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3/HZSM-5催化二甲醚水蒸气重整反应进行50 h,二甲醚的转化率维持在97%以上,催化剂的活性没有明显下降。
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关键词
二甲醚水蒸气重整
泡沫
金属
Cr助剂
泡沫
金属微
反应器
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职称材料
旋转泡沫填料反应器的研究进展
被引量:
2
3
作者
杨宇成
杨时颖
MOSES Arowo
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期2046-2052,共7页
旋转泡沫填料反应器是一种新型多相搅拌釜式反应器,其将传统的搅拌桨替换成圆环型泡沫填料,可有效强化反应器内多相间传质混合过程,且多孔填料可作为催化剂载体,能减小多相催化反应中固体催化剂的使用量,具有替换传统多相搅拌釜式反应...
旋转泡沫填料反应器是一种新型多相搅拌釜式反应器,其将传统的搅拌桨替换成圆环型泡沫填料,可有效强化反应器内多相间传质混合过程,且多孔填料可作为催化剂载体,能减小多相催化反应中固体催化剂的使用量,具有替换传统多相搅拌釜式反应器和浆态反应器的潜力,将有较好的应用前景。本文详细阐述了旋转泡沫填料反应器的结构和反应器内多相流动形式,着重介绍了反应器内多相流动特性的研究进展及反应器内传质性能的研究现状,并与传统的多相反应器传质性能进行比较;从应用方面分析了反应器用于葡萄糖催化氧化、苯乙烯催化加氢等多相过程的强化方式及优势,通过对比得出旋转泡沫填料反应器能有效降低化工过程中物耗、提高物料的利用率;介绍了与旋转泡沫填料反应器类似的其他多孔式搅拌桨反应器的研究进展,分析了这类反应器的优势,并对其性能进行对比;最后,对旋转泡沫填料反应器研究的不足及未来的发展进行了阐述和展望。
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关键词
旋转
泡沫
填料
反应器
多相
反应器
多相流
传质
催化
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职称材料
蒽醌法制过氧化氢用氢化反应器的研究进展
被引量:
3
4
作者
刘国柱
王莅
+2 位作者
米镇涛
陈四海
凌太平
《现代化工》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003年第2期19-22,共4页
综述了近年来蒽醌法生产过氧化氢用悬浮氢化反应器和固定床氢化反应器的研究进展。着重介绍了管式和鼓泡床 悬浮氢化反应器的改进和泡沫固定床三相反应器用于蒽醌氢化过程可显著提高反应时空收率和选择性的优势。指出泡沫固定 床是蒽醌...
综述了近年来蒽醌法生产过氧化氢用悬浮氢化反应器和固定床氢化反应器的研究进展。着重介绍了管式和鼓泡床 悬浮氢化反应器的改进和泡沫固定床三相反应器用于蒽醌氢化过程可显著提高反应时空收率和选择性的优势。指出泡沫固定 床是蒽醌氢化反应器研究开发中的新思路,也是气-液-固三相反应器研究的新方向。
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关键词
蒽醌法
过氧化氢
生产
悬浮氢化
反应器
固定床氢化
反应器
鼓泡床悬浮氢化
反应器
泡沫
固定床三相
反应器
氢化
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职称材料
Ni-Fe/α-Al2O3重整反应器丙烷部分氧化产氢性能研究
被引量:
2
5
作者
陈瑜
卢敏仪
+1 位作者
郭劲
梁波
《天然气化工—C1化学与化工》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期46-51,共6页
利用水热法制备了以α-Al2O3泡沫陶瓷为载体的新型Ni-Fe纳米片催化剂,用于丙烷部分氧化制氢。研究了Ni/Fe物质的量比、退火温度和还原温度对氢气生成的影响,并采用压汞法、XRD和SEM对催化剂进行了表征。结果显示,Ni/Fe物质的量比0.9:0....
利用水热法制备了以α-Al2O3泡沫陶瓷为载体的新型Ni-Fe纳米片催化剂,用于丙烷部分氧化制氢。研究了Ni/Fe物质的量比、退火温度和还原温度对氢气生成的影响,并采用压汞法、XRD和SEM对催化剂进行了表征。结果显示,Ni/Fe物质的量比0.9:0.1、退火温度600℃、还原温度600℃时,所得催化剂Ni0.9Fe0.1/α-Al2O3的催化效果最好,氢气产量最高约为3100μmol/min,同时Ni0.9Fe0.1/α-Al2O3催化剂的催化性能在25 h内没有出现明显的衰减。在600℃,空气氛围下,可除去大部分的炭沉积,从而实现了重整反应器的重复利用。
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关键词
Ni-Fe纳米片催化剂
泡沫
陶瓷
反应器
丙烷部分氧化
制氢
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职称材料
题名
太阳能驱动甲烷干重整Ni泡沫反应器的设计与优化
被引量:
1
1
作者
秦宁
赵露露
穆泽垲
郑雪蓉
机构
国家能源集团江苏电力有限公司
南京航空航天大学能源与动力学院
出处
《低碳化学与化工》
CAS
北大核心
2024年第5期72-80,共9页
基金
江苏省自然科学基金(BE2022024)。
文摘
太阳能驱动甲烷干重整转化技术可将CO_(2)和CH_(4)协同转化为燃料,是实现太阳能储存和CO_(2)减排的有效途径。多孔泡沫反应器因具有良好的热导率、较高的机械强度和气体渗透性,而成为太阳能驱动甲烷干重整转化技术规模化应用的研究热点。通过计算流体动力学模拟(CFD)研究了入口条件对反应器反应性能的影响。结果表明,入射总辐射量为130.8 W、入口流速为0.85 L/min时反应器反应性能最好,CH_(4)、CO_(2)转化率和光-燃料效率分别为79.73%、87.53%和37.03%。通过CFD耦合遗传算法(GA)对均匀多孔Ni泡沫反应器(简称“Ni泡沫反应器”)的孔结构与反应性能之间的关系进行了研究。结果表明,增大孔隙率可以在一定程度内提高Ni泡沫反应器的反应性能,而随着孔径的增大,反应性能先提高后降低,其中当孔隙率为0.93、孔径为1.72 mm时获得的Ni泡沫反应器(结构3)具有最优的反应性能,其CH_(4)、CO_(2)转化率和光-燃料效率分别为83.55%、89.53%和46.47%。之后提出两种双梯度渐变孔径Ni泡沫反应器的设计优化策略(分别为孔径轴向上由大变小、径向上由小变大渐变(结构1)和孔径轴向、径向上都由大到小渐变(结构2))。与结构3相比,结构1有助于辐射深入的同时保证中心区域温度更高,光-燃料效率为55.00%;结构2有助于太阳能的逐步吸收,进而提高温度均匀性,光-燃料效率为52.20%。
关键词
甲烷干重整
太阳能
泡沫反应器
计算流体力学
遗传算法
Keywords
methane dry reforming
solar energy
foam reactor
computational fluid dynamics
genetic algorithms
分类号
TK519 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
助剂对泡沫金属微反应器内二甲醚水蒸气重整制氢的影响
2
作者
海航
闫常峰
胡蓉蓉
郭常青
李文博
机构
中国科学院广州能源研究所
中国科学院大学
出处
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第10期1210-1216,共7页
基金
国家自然科学基金(21276254)
文摘
采用共沉淀耦合机械混合法制备了CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5双功能催化剂用于二甲醚水蒸气重整制氢的研究,结合BET、H2-TPR、XRD、SEM等表征手段,在泡沫金属微反应器内考察助剂Cr、Zr、Ce、Co对双功能催化剂催化性能的影响。研究结果表明,加入Cr助剂后,可以有效降低催化剂的平均孔径和还原温度,并抑制催化剂制备过程中氢氧化锌晶相的形成,催化剂的低温催化性能明显提高,二甲醚的转化率和氢收率在较低温度下即可分别达到99%和95%,表现出了良好的低温反应活性。考察了反应温度、空速和水醚比等条件对二甲醚水蒸气重整催化剂催化活性的影响,在250℃、空速3 884 mL/(g·h)、水醚比为5的条件下,CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3/HZSM-5催化二甲醚水蒸气重整反应进行50 h,二甲醚的转化率维持在97%以上,催化剂的活性没有明显下降。
关键词
二甲醚水蒸气重整
泡沫
金属
Cr助剂
泡沫
金属微
反应器
Keywords
steam reforming of dimethyl ether
metal foam
Cr promoter
metal foam microreactor
分类号
TQ032.4 [化学工程]
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职称材料
题名
旋转泡沫填料反应器的研究进展
被引量:
2
3
作者
杨宇成
杨时颖
MOSES Arowo
机构
华侨大学化工学院化工与制药系
莫伊大学化学工程与工艺系
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期2046-2052,共7页
基金
福建省中青年教师教育科研项目(JAT170048)
华侨大学科研启动基金项目(Z16X0112)
文摘
旋转泡沫填料反应器是一种新型多相搅拌釜式反应器,其将传统的搅拌桨替换成圆环型泡沫填料,可有效强化反应器内多相间传质混合过程,且多孔填料可作为催化剂载体,能减小多相催化反应中固体催化剂的使用量,具有替换传统多相搅拌釜式反应器和浆态反应器的潜力,将有较好的应用前景。本文详细阐述了旋转泡沫填料反应器的结构和反应器内多相流动形式,着重介绍了反应器内多相流动特性的研究进展及反应器内传质性能的研究现状,并与传统的多相反应器传质性能进行比较;从应用方面分析了反应器用于葡萄糖催化氧化、苯乙烯催化加氢等多相过程的强化方式及优势,通过对比得出旋转泡沫填料反应器能有效降低化工过程中物耗、提高物料的利用率;介绍了与旋转泡沫填料反应器类似的其他多孔式搅拌桨反应器的研究进展,分析了这类反应器的优势,并对其性能进行对比;最后,对旋转泡沫填料反应器研究的不足及未来的发展进行了阐述和展望。
关键词
旋转
泡沫
填料
反应器
多相
反应器
多相流
传质
催化
Keywords
rotating foam reactor
multiphase reactor
multiphase flow
mass transfer
catalysis
分类号
TQ050.3 [化学工程]
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职称材料
题名
蒽醌法制过氧化氢用氢化反应器的研究进展
被引量:
3
4
作者
刘国柱
王莅
米镇涛
陈四海
凌太平
机构
天津大学化工学院
中国石化股份有限公司巴陵分公司
出处
《现代化工》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003年第2期19-22,共4页
基金
国家重点基础科学研究计划资助项目(G2000048005)
国家自然科学基金资助项目(C20106011)
文摘
综述了近年来蒽醌法生产过氧化氢用悬浮氢化反应器和固定床氢化反应器的研究进展。着重介绍了管式和鼓泡床 悬浮氢化反应器的改进和泡沫固定床三相反应器用于蒽醌氢化过程可显著提高反应时空收率和选择性的优势。指出泡沫固定 床是蒽醌氢化反应器研究开发中的新思路,也是气-液-固三相反应器研究的新方向。
关键词
蒽醌法
过氧化氢
生产
悬浮氢化
反应器
固定床氢化
反应器
鼓泡床悬浮氢化
反应器
泡沫
固定床三相
反应器
氢化
Keywords
Hydrogen peroxide
Hydrogenation
Production
分类号
TQ123.6 [化学工程—无机化工]
TQ110.5 [化学工程—无机化工]
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职称材料
题名
Ni-Fe/α-Al2O3重整反应器丙烷部分氧化产氢性能研究
被引量:
2
5
作者
陈瑜
卢敏仪
郭劲
梁波
机构
广东工业大学材料与能源学院
出处
《天然气化工—C1化学与化工》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期46-51,共6页
文摘
利用水热法制备了以α-Al2O3泡沫陶瓷为载体的新型Ni-Fe纳米片催化剂,用于丙烷部分氧化制氢。研究了Ni/Fe物质的量比、退火温度和还原温度对氢气生成的影响,并采用压汞法、XRD和SEM对催化剂进行了表征。结果显示,Ni/Fe物质的量比0.9:0.1、退火温度600℃、还原温度600℃时,所得催化剂Ni0.9Fe0.1/α-Al2O3的催化效果最好,氢气产量最高约为3100μmol/min,同时Ni0.9Fe0.1/α-Al2O3催化剂的催化性能在25 h内没有出现明显的衰减。在600℃,空气氛围下,可除去大部分的炭沉积,从而实现了重整反应器的重复利用。
关键词
Ni-Fe纳米片催化剂
泡沫
陶瓷
反应器
丙烷部分氧化
制氢
Keywords
Ni-Fe nanosheets catalyst
foam ceramic reactor
propane partial oxidation
hydrogen production
分类号
O643.3 [理学—物理化学]
TQ116.29 [化学工程—无机化工]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
太阳能驱动甲烷干重整Ni泡沫反应器的设计与优化
秦宁
赵露露
穆泽垲
郑雪蓉
《低碳化学与化工》
CAS
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
2
助剂对泡沫金属微反应器内二甲醚水蒸气重整制氢的影响
海航
闫常峰
胡蓉蓉
郭常青
李文博
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
0
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职称材料
3
旋转泡沫填料反应器的研究进展
杨宇成
杨时颖
MOSES Arowo
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
在线阅读
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职称材料
4
蒽醌法制过氧化氢用氢化反应器的研究进展
刘国柱
王莅
米镇涛
陈四海
凌太平
《现代化工》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003
3
在线阅读
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职称材料
5
Ni-Fe/α-Al2O3重整反应器丙烷部分氧化产氢性能研究
陈瑜
卢敏仪
郭劲
梁波
《天然气化工—C1化学与化工》
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
在线阅读
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职称材料
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