甲烷在炭黑上催化裂解的熱重研究

【摘要】：采用幾種商用炭黑作為甲烷催化裂解反應(yīng)的催化劑并進(jìn)行了測(cè)試,使用熱重分析法研究了甲烷裂解反應(yīng)過程中炭黑樣品活性的變化,并用氮?dú)馕矫摳椒?、X射線衍射儀和掃描電鏡分別分析了樣品孔結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)及微觀特征隨反應(yīng)的變化.所測(cè)試的樣品在1 073~1 173 K的溫度下有較強(qiáng)的初始反應(yīng)活性,隨后反應(yīng)活性隨著增重增加而下降,一段時(shí)間后,活性降低30%~40%.得到了動(dòng)力學(xué)參數(shù):反應(yīng)級(jí)數(shù)為0.5,活化能為213~222 kJ/mol.積炭使炭黑球粒徑增長(zhǎng),并降低了比表面積和總表面積.甲烷在炭黑上裂解存在兩個(gè)反應(yīng)階段,兩個(gè)階段活性中心的性質(zhì)不同. 【作者單位】： 清華大學(xué)熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 炭黑 甲烷催化裂解 氫氣 失活 熱重分析 活性中心 比表面積 甲烷裂解 活化能 初始反應(yīng)速率
【基金】：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)資助項(xiàng)目(2003AA501330)
【分類號(hào)】：O621.2
【正文快照】： 天然氣水蒸氣重整(SMR)是當(dāng)前最主要的制氫工藝.傳統(tǒng)SMR工藝包含了CO的變換裝置和氫氣的分離凈化裝置,反應(yīng)同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量的CO2溫室氣體.天然氣的裂解反應(yīng)只生成炭和氫氣,反應(yīng)本身幾乎不生成COx,不需要CO的變換反應(yīng)和CO2處理裝置,氫氣與甲烷的分離也比SMR合成氣簡(jiǎn)單,因此這

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