铁基载氧体化学链水分解制氢耦合乙酸热分解实验研究

作者：高道星; 豆斌林^*; 张华; 罗川奇; 杜金博

来源：洁净煤技术, 2023, 1-13.

• 金属螯合溶胶-凝胶法
• 化学链水分解制氢
• CO_(2)吸附剂
• 乙酸热分解，合成气

采用载氧体催化剂化学链直接分解水一步制纯氢，并将其与生物质热转化耦合，开发具有应用前景和经济性的制氢同时制合成气的新方法。本文探究金属螯合溶胶-凝胶方法制备掺杂Ce-Ni的铁基载氧体，以化学链水分解耦合乙酸热分解方式制取纯氢和富氢合成气，首先在氧化态载氧体作用下，乙酸催化热分解制取富氢合成气，载氧体被还原，实现了载氧体晶格氧的迁移，通过原位CO_(2)吸附实现热分解过程强化；其次是利用还原态载氧体与水发生铁-蒸汽过程制氢。研究发现：在乙酸催化热分解过程进行原位CO_(2)吸附强化，提高了合成气H_(2)的纯度并减少积碳。与无掺杂纯氧化铁与空白石英砂对照，掺杂适量的Ce与Ni的Fe基载氧体具有显著制氢作用，随Ce、Ni量的增加，乙酸分解阶段CO_(2)和CO生成量减少，水分解阶段H_(2)先增后降，最佳载氧体Fe、Ce和Ni组分摩尔比为100：10：3，加入相对载氧体不同质量比的CO_(2)吸附剂均可有效降低合成气中CO_(2)与CO气体量，最佳质量比为1：2，在该条件下合成气成分H_(2)提高了12.5-27vol.%，CO_(2)减少了25-40vol.%，CO减少了30-40vol.%，15次循环后载氧体仍保持较好的稳定性。

• 单位
  上海理工大学