本書圍繞合成氣的制備過程,對晶格氧部分氧化甲烷制取合成氣技術進行了比較系統(tǒng)的研究。全書共分8章,內容主要涉及氧載體與甲烷反應的熱力學理論分析和平衡組分模擬、氧載體的實驗篩選及性能優(yōu)化、反應機理研究和有熔融鹽介質參與的反應新體系的探索等重要基礎問題。
本書適合從事能源、冶金、材料、化工等相關領域科技人員及高等院校相關專業(yè)師生閱讀參考。
王華,1965年生。工學博士,教授,博士生導師。1996年獲昆明理工大學有色冶金專業(yè)博士學位,1998年至2000午在日本京都大學能源學院做博士后研究,現任昆明理工大學副校長,兼任中國有色金屬學會理事、中國能源與熱工學會理事、中國能源學會理事、云南省自動化學會理事長
1 緒論
1.1 引言
1.2 世界與中國天然氣資源及消費狀況
1.2.1 世界天然氣資源及消費
1.2.2 中國天然氣資源及消費
1.3 天然氣轉化和利用方式
1.4 合成氣的制備技術現狀
1.4.1 甲烷-蒸汽重整制取合成氣
1.4.2 甲烷-二氧化碳重整制取合成氣
1.4.3 甲烷部分氧化制取合成氣
1.4.4 甲烷三重整制取合成氣
1.5 晶格氧部分氧化甲烷制取合成氣的研究及其意義
1.5.1 研究的意義
1.5.2 技術特點
1.5.3 工藝研究進展 1 緒論
1.1 引言
1.2 世界與中國天然氣資源及消費狀況
1.2.1 世界天然氣資源及消費
1.2.2 中國天然氣資源及消費
1.3 天然氣轉化和利用方式
1.4 合成氣的制備技術現狀
1.4.1 甲烷-蒸汽重整制取合成氣
1.4.2 甲烷-二氧化碳重整制取合成氣
1.4.3 甲烷部分氧化制取合成氣
1.4.4 甲烷三重整制取合成氣
1.5 晶格氧部分氧化甲烷制取合成氣的研究及其意義
1.5.1 研究的意義
1.5.2 技術特點
1.5.3 工藝研究進展
1.5.4 催化劑研究進展
1.5.5 研究的內容
2 實驗綜述
2.1 實驗試劑與設備
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 實驗設備
2.2 各組分氣體相對校正因子的測定方法
2.3 氧載體的制備
2.3.1 純CeO2氧載體的制備
2.3.2 Ce-M-O(M=Fe,Mn,Cu)氧載體的制備
2.4 氧載體的表征
2.4.1 物相組成分析(XRD)
2.4.2 微觀形貌和元素分析(SEM和EDS)
2.4.3 程序升溫氫還原實驗(H2-TPR)
2.4.4 比表面積測定(BET)
2.4.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
2.4.6 喇曼測試(Raman)
2.4.7 熱重分析(DTA/TG)
2.5 氧載體的TG及Redox循環(huán)實驗
2.6 固定床中氧載體的活性評價
2.7 數據處理方法
2.8 氧載體活性評價指標
3 晶格氧部分氧化甲烷反應的熱力學分析
3.1 氧載體的選擇
3.2 氧載體與甲烷反應的熱力學分析
3.2.1 CeO2與甲烷反應的熱力學分析
3.2.2 Fe2O3與甲烷反應的熱力學分析
3.2.3 CuO與甲烷反應的熱力學分析
3.2.4 Mn2O3與甲烷反應的熱力學分析
4 氧載體的實驗篩選
4.1 各組分氣體校正因子的測定
4.2 CH4與純CeO2氧載體的反應性能評價
4.2.1 純CeO2氧載體在CH4氣氛下的熱重實驗
4.2.2 純CeO2氧載體的熱重循環(huán)實驗
4.2.3 固定床中氧載體的部分氧化性能評價
……
5 氧載體的性能評價和優(yōu)化
6 晶格氧部分氧化甲烷反應機理探討
7 在熔融鹽新反應體系中的試驗
8 總結與展望
參考文獻
1 緒論
1.1 引言
能源是人類生存和發(fā)展的重要物質基礎,也是當今國際政治、經濟、軍事、外交關注的焦點,它是人類社會經濟發(fā)展水平的重要標志。目前世界能源和化學工業(yè)有85%以上是建立在石油、煤炭和天然氣這三種可燃性礦物資源的基礎上的。已經探明的可獲得的化石燃料包括約1萬億t煤、1.2萬億桶石油和170萬億m3的天然氣。在這三大支柱性能源中,石油資源日益枯竭,煤炭資源盡管儲量豐富,但使用時污染嚴重,對環(huán)境保護帶來嚴重的挑戰(zhàn)。因此,人們理所當然關注有著豐富來源的、能作為優(yōu)質清潔能源和化工原料的天然氣,期望其在現代經濟中扮演更加重要的角色。人類已進人21世紀,其經濟特征正向節(jié)能經濟、環(huán)保經濟、可持續(xù)發(fā)展經濟和知識經濟轉變。因此,面對天然氣的諸多優(yōu)勢,有專家稱:“21世紀將是天然氣的世紀”。
天然氣是一種生態(tài)型能源,具有清潔、高熱值、低成本、符合環(huán)境保護等時代要求的優(yōu)點,因而被稱為最理想的城市能源。若將煤的廢氣排放水平定位100,那么天然氣的CO2、NOx和SOx的排放水平分別為57、20-37和0,也就是說單位能量中天然氣所產生的CO2至少比煤少40%-50%?梢,使用天然氣能明顯減輕全球和區(qū)域環(huán)境的負擔,這在人們生活質量日益提高的過程中,與改善生存環(huán)境的要求相適應。與此同時,日益活躍的經濟和社會活動大大加劇了對電力的需求,電力部門在選擇燃料時越來越青睞天然氣。天然氣以管網形式輸送給用戶后,使用的方便性和安全性在實踐中早已得到了人們的認同,其價格在與其他能源價格的競爭中也突顯優(yōu)勢,所有這些都促使了天然氣在工業(yè)和民用燃料方面得到了廣泛應用。
……