CIESC Journal

• REACTION KINETICS, CATALYSIS AND…… • 上一篇    下一篇

采用CO2吸附剂吸附强化的甲烷水蒸汽反应制药厂氢过程特点

吴素芳a; T.H.Beumb; J.I.Yangb; J.N.Kimb   

  1. a Department of Chemical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China b Separation Process ResearchCenter, Korea Institute of Energy Research 71-2 Jang-dong Yusong-ku, Daejon, 305-343, Korea
  • 收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2005-02-28 发布日期:2005-02-28
  • 通讯作者: 吴素芳

The Characteristics of a Sorption-enhanced Steam-Methane Reaction for the Production of Hydrogen Using CO2 Sorbent

WU Sufanga; T.H.Beumb; J.I.Yangb; J.N.Kimb   

  1. a Department of Chemical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China b Separation Process ResearchCenter, Korea Institute of Energy Research 71-2 Jang-dong Yusong-ku, Daejon, 305-343, Korea
  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2005-02-28 Published:2005-02-28
  • Contact: WU Sufang

摘要: The objective of the present study is to characterize the production of hydrogen with a sorptionenhanced steam-methane reaction process using Ca(OH)2 as the CO2 adsorbent. Theoretical equilibrium compositions at different operation conditions were calculated using an iterative method. It was found that with Ca(OH)2 as the CO2 sorbent, the concentration of CO2 adsorption was reduced in the product stream, that gave rise to higher methane conversion and higher H2 concentration. An experimental setup was built to test the theoretical calculation. The effects of sorbents and the particle size of Ca(OH)2 on the concentration of CO2 and H2 were investigated in detail. Results showed that the reactor packed with catalyst and Ca(OH)2 particles produced H2 concentration of 94%. It was nearly 96% of the theoretical equilibrium limit, much higher than H2 equilibrium concentration of 67.5% without CO2 sorption under the same conditions of 500℃, 0.2 MPa pressure and a steam-to-methane ratio 6. In addition, the residual mole fraction of CO2 was less than 0.001.

关键词: 二氧化碳;吸附剂;氢气;生产工艺;水-甲烷气体;吸附作用;反应过程

Abstract: The objective of the present study is to characterize the production of hydrogen with a sorptionenhanced steam-methane reaction process using Ca(OH)2 as the CO2 adsorbent. Theoretical equilibrium compositions at different operation conditions were calculated using an iterative method. It was found that with Ca(OH)2 as the CO2 sorbent, the concentration of CO2 adsorption was reduced in the product stream, that gave rise to higher methane conversion and higher H2 concentration. An experimental setup was built to test the theoretical calculation. The effects of sorbents and the particle size of Ca(OH)2 on the concentration of CO2 and H2 were investigated in detail. Results showed that the reactor packed with catalyst and Ca(OH)2 particles produced H2 concentration of 94%. It was nearly 96% of the theoretical equilibrium limit, much higher than H2 equilibrium concentration of 67.5% without CO2 sorption under the same conditions of 500℃, 0.2 MPa pressure and a steam-to-methane ratio 6. In addition, the residual mole fraction of CO2 was less than 0.001.

Key words: hydrogen, reactive-adsorption, calcium hydroxide, steam-methane reforming