甲烷水蒸气重整反应研究进展

张少军

摘 要：我国需要清洁、可靠的能源来代替传统能源物质，以更好地应对油价飙升、能源匮乏的现状。能源领域的专家一致认为氢气可以作为21世纪的主要能源物质。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，这种工艺在反应器结构设计、材料和催化剂的种类等方面有很大的研究空间。

关键词：微反应器;燃料供应;催化剂;甲烷水蒸气重整

1 甲烷水蒸气重整反应的过程与原理

1.1 反应过程

甲烷水蒸气重整反应过程中会出现一氧化碳的水汽转化，需要做好试验装置的密闭性。重整反应流程包括以下内容：首先将反应所需要的原材料进行预热处理，并对原材料进行仔细的筛选避免出现杂质。其次对甲烷水蒸气进行重整，通过水汽置换的方式将高温和低温进行转化。最后将反应容器中的一氧化碳去除和甲烷化。在甲烷水蒸气重整反应中所使用的催化剂主要为Ni/Al2O3，为了能准确的控制甲烷水蒸气重整反应速度，可以在催化剂表面添加助剂来控制积碳反应，进而控制化学反应速度。如果想提升反应速度则可以将催化剂表面的助剂去除。从化学方程式的角度考虑降低反应速度，可以加入适量的水蒸气来提高生成物的浓度进而抑制反应的速度。甲烷水蒸气重整反应过程主要生成一氧化碳和氢气，为了提高氢气的產量，可以将生成的气体排入水汽转化反应器中，通过低、高温变化把一氧化碳与反应产物转化为二氧化碳、氢气，提高氢气产出率。……