經(jīng)由鐵氧化物循環(huán)制取純氫方法實驗研究.pdf

1、由于化石燃料的日益枯竭和環(huán)境問題的日益嚴重，世界上的科學家、政治家乃至全體人民都開始關注與人類生存密切相關的能源的問題。最新的資料表明，人類現(xiàn)在所賴以使用的化石燃料(包括石油、天然氣、煤等)在地球上的儲量已經(jīng)到了臨近枯竭的時候。石油，這個目前世界上使用量最大的能源，由于其儲量的缺乏，地理分布的不均，使國際油價持續(xù)上漲，從而導致各個國家和地區(qū)的利益沖突也越來越明顯，甚至爆發(fā)戰(zhàn)爭。所以尋找一個可以再生的利用價值高的新能源就迫在眉睫。在這個意

2、義和背景下，氫能源因其很高的燃燒值和利用率，優(yōu)異的可再生能力和清潔性進入了科學家們的視野。從本世紀以來，對氫能源利用的各個環(huán)節(jié)的研究已經(jīng)成為了科學界的熱點之一(包括生產(chǎn)、儲運和利用)。 傳統(tǒng)的水煤氣法制備氫氣效率低下，而且制備的氫氣不純凈。本文設計了一種新的流程來制取純凈的氫氣，以適應目前氫氣利用的要求。流程分成制氫部分和還原氣體再生部分。制氫過程中引入FeO-Fe2O3材料體系來作為中間媒介反應物，使其在800℃條件下與水發(fā)生

3、反應，奪取水中的氧，放出氫氣，反應方程式為H2O(1)+2FeO=Fe2O3+H2；然后使用還原性氣體還原中間媒介反應物，帶走其中的氧，使其回到低價態(tài)，反應方程式為Fe2O3+CO=2FeO+CO2。在還原氣體再生部分，將上述過程中得到的還原尾氣CO2與煤或者其他含碳物質反應，制取CO作為還原中間媒介反應物過程中所使用的還原氣體。 使用介孔硅材料SBA-15作為中間媒介反應物的載體，使用浸漬法將氧化鐵成功載到SBA-15上。研究

4、了不同溫度下還原過程對中間媒介反應物的影響，發(fā)現(xiàn)在不同反應溫度下中間媒介反應物的形態(tài)將發(fā)生不同的改變，在800℃條件下一定時間內的還原有利于中間媒介反應物保持原有的物理形態(tài)。 使用質譜來實時檢測記錄反應過程中的尾氣濃度變化，從而研究反應的過程和原理。通過這個方面的研究，得出還原反應過程和相圖的關系。根據(jù)尾氣中生成物尾氣的變化曲線，研究了反應的動力學，使用一級反應模型和縮核反應模型對動力學曲線進行擬合。 研究了反應的轉化率