Sử dụng xúc tác dị thể trong công nghệ sản xuất hydro

Bài này dùng xúc tác dị thể để sản xuất hydro nhiên liệu sạch.

Công nghệ sản xuất

Hydro nhiên liệu sạch dùng xúc tác dị thể

Nội dung trình bày

1. Giới thiệu tổng quan về sản xuất hydro nhiên liệu

2. Steam Methane Reforming (SMR)

3. Những cải tiến đối với SMR

4. Tài liệu tham khảo

Giới thiệu tổng quan

(Nguồn: Organisation for Economic Co-Operation and Development - International Energy Agency (OECD/IEA), 2006.)

Giới thiệu tổng quan

H2

Fossil Energy Sources Biomass

Photolysis Biophotolysis

Giới thiệu tổng quan

Số liệu thống kê:

 48% từ khí thiên nhiên

 18% từ than

 4% từ nước (phương pháp điện phân)

Giới thiệu tổng quan

Các quá trình sản xuất H2 phổ biến:

 Steam Methane Reforming (SMR)

 Partial Oxidation of Hydrocarbons

 Coal Gasification

 Biomass Gasification

 Biomass Pyrolysis

 Electrolysis

 Photobiological

Steam Methane Reforming (SMR)

Nhận xét chung: (Hocking College, 2007)

– Là phương pháp phổ biến hiện nay để sản xuất H2 thương mại;

– Là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất H2 dùng trong công nghiệp tổng hợp NH3; – Là phương pháp ít tốn kém nhất;

– Quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao (700 - 1100°C);

– Sử dụng xúc tác dị thể Ni

Steam Methane Reforming (SMR)

Sơ đồ mô tả các quá trình:

Steam Methane Reforming (SMR)

Sơ đồ quy trình:

Steam Methane Reforming (SMR)

– Sử dụng xúc tác dị thể nền Ni.

– Quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao (700 - 1100°C);

– Ở khoảng nhiệt độ này, dưới tác dụng của xúc tác, hơi nước phản ứng với methane sinh ra carbon

monoxide và hydrogen:

CH4 + H2O → CO + H2

– Ở khoảng nhiệt độ thấp hơn, hơi nước tiếp tục phản ứng với carbon monoxide tạo thêm một lượng hydrogen:

CO + H2O → CO2 + H2

– Toàn bộ sản phẩm khí được đưa qua hệ thống xử lý để tách và thu hydrogen sạch

Những cải tiến

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện:

– Cải tiến/thay thế xúc tác dị thể nền Ni:

 hỗn hợp Ni với Pt/Rh;

 xúc tác Rh/Ce-ZrO2;

 xúc tác C (Nazim Muradov, 2001);

– Thay thế nguyên liệu methane bằng glycerol;

C3H8O3 + 3H2O → 3CO2 + 7H2

…

Tài liệu tham khảo

1 Hydrogen from Steam-Methane Reforming with CO2 Capture

John C Molburg and Richard D Doctor

2 The challenge of Hydrogen production for the transition to a CO2 -free economy

A Abánades

3 Thermocatalytic CO2 -free Production of Hydrogen from Hydrocarbon Fuels

Nazim Muradov

4 A comparative study on hydrogen production from steam-glycerol reforming: thermodynamics and

experimental

Haisheng Chen et al.

Cảm ơn Thầy và các bạn đã lắng nghe!