Установка риформинга метанола

Установка для риформинга метанола - это устройство, используемое в химической инженерии, особенно в области технологии топливных элементов, которое может производить чистый газообразный водород и диоксид углерода в результате реакции смеси метанола и воды (пара).

${\ displaystyle \ mathrm {CH_ {3} OH _ {(g)} + H_ {2} O _ {(g)} \; \ longrightarrow \; CO_ {2} +3 \ H_ {2} \ qquad} \ Delta H_ {R \ 298} ^ {0} = 49,2 \ \ mathrm {кДж / моль}}$

Метанол превращается в водород и диоксид углерода под действием давления, тепла и взаимодействия с катализатором.

• 1 Технология
• 2 Достоинства и недостатки
• 3 ссылки
• 4 См. Также

Смесь воды и метанола с молярной концентрацией соотношением (вода: метанол) 1,0 - 1,5 находится под давлением около 20 бара, испаренного и нагретого до температуры 250 - 360  ° C. Образующийся водород отделяется с помощью адсорбции при переменном давлении или водородопроницаемой мембраны из полимера или сплава палладия.

Есть два основных метода проведения этого процесса.

• Смесь вода-метанол вводится в реактор в форме трубы, где она контактирует с катализатором. Затем водород отделяется от других реагентов и продуктов в более поздней камере либо путем адсорбции с переменным давлением (PSA), либо с помощью мембраны, через которую проходит большая часть водорода. Этот метод обычно используется для более крупных немобильных единиц.
• Другой процесс включает встроенную реакционную камеру и разделительную мембрану, мембранный реактор. В этом сравнительно новом подходе, реакционная камера выполнена содержит высокую температуру, водородные-проницаемые мембраны, которые могут быть выполнены из тугоплавких металлов, сплавов палладия или PdAg покрытия керамики. Тем самым водород отделяется из реакционной камеры по мере протекания реакции. Это очищает водород и по мере продолжения реакции увеличивает как скорость реакции, так и количество извлекаемого водорода.

В любой конструкции не весь водород удаляется из продуктовых газов (рафината). Поскольку оставшаяся газовая смесь все еще содержит значительное количество химической энергии, ее часто смешивают с воздухом и сжигают, чтобы обеспечить тепло для реакции эндотермического риформинга.

Установки риформинга метанола используются в качестве компонента стационарных систем топливных элементов или транспортных средств, работающих на водородных топливных элементах (см. Реформированный топливный элемент на метаноле ). Опытный образец автомобиля NECAR 5 был представлен Daimler-Chrysler в 2000 году. Основное преимущество автомобиля с риформингом состоит в том, что ему не нужен газовый бак под давлением для хранения водородного топлива; вместо этого метанол хранится в виде жидкости. Логистические последствия этого велики; водород под давлением трудно хранить и производить. Кроме того, это может помочь снизить обеспокоенность общественности опасностью водорода и, таким образом, сделать автомобили на топливных элементах более привлекательными. Однако метанол, как и бензин, токсичен и (конечно) горюч. Стоимость мембраны PdAg и ее подверженность повреждению при изменении температуры создают препятствия для внедрения.

В то время как водородная энергия производит энергию без CO 2, установка риформинга метанола создает газ в качестве побочного продукта.

Однако при чистом анализе метанол (полученный из природного газа), который используется в эффективных топливных элементах, выделяет в атмосферу меньше CO 2, чем бензин.

1. ^ Джордж А. Олах (2005). «Помимо нефти и газа: экономика метанола». Angewandte Chemie International Edition 44 (18): 2636–2639. DOI : 10.1002 / anie.200462121

• Эмонтс, Б. и др.: Испытание компактной установки риформинга метанола для легких транспортных средств на топливных элементах, J. Power Sources 71 (1998) 288-293
• Визе, В. и др.: Паровой риформинг метанола в системе привода топливных элементов, J. Power Sources 84 (1999) 187-193
• Петерс, Р. и др.: Исследование концепции метанола с учетом особого влияния динамики и долгосрочной стабильности для использования в легковых автомобилях с топливными элементами, J. Power Sources 86 (1999) 507-514

• Паровой риформинг
• Частичное окисление
• ПРОКС
• Реформированный топливный элемент на метаноле
• Экономия метанола
• Электролиз воды с использованием органических растворов