一种变频微波催化甲烷裂解制氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种变频微波催化甲烷裂解制氢的方法，属于甲烷裂解制氢技术领域。该以甲烷为反应气，氮气为载气，气体自上而下通过填充有催化剂的石英管，催化剂为生物质基活性炭、稻壳炭、竹屑炭、Co3O4或Fe2O3中的任一种；微波频率为2450

【技术实现步骤摘要】
一种变频微波催化甲烷裂解制氢的方法


[0001]本专利技术属于甲烷裂解制氢
，具体涉及一种变频微波催化甲烷裂解制氢的方法。

技术介绍

[0002]氢能是理想的清洁环保的二次能源，可以作为热、电和交通工具燃料的能源供给实现利用途径的广泛性。其燃烧热值高，极大的提高了能源利用效率，且氢能所有的利用方式最终产物都是水，是典型的无碳能源。
[0003]甲烷直接裂解制氢是一种不生成含氧气体的清洁制氢工艺，产生的氢气纯度高，可用于质子膜燃料电池等。甲烷经高温直接分解为氢气和炭，在一定的工艺条件下可以同时得到氢气和碳纳米材料，具有广阔的应用前景。甲烷分子具有非常高的稳定性，不易与其他物质反应，难以直接裂解，高温下裂解速率也很低。引入催化剂可以有效地降低反应温度，提高反应速率，实现甲烷高效转化。
[0004]贵金属催化剂具有较好的催化活性，但是通常其价格昂贵，且活性位点会被积炭覆盖失活，利用蒸汽重整可以去除积碳，但该方法破坏催化剂结构的同时还会生成CO2，因此金属催化剂的稳定性较差，且重生利用难以实现。
[0005]碳基催化剂在反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频微波催化甲烷裂解制氢的方法，其特征在于，以甲烷为反应气，以氮气为载气，气体自上而下通过填充有催化剂的石英管；催化剂为生物质基活性炭、稻壳炭、竹屑炭、Co3O4或Fe2O3中的任一种；微波频率为2450
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7100MHz，功率为125
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500W。2.根据权利要求1所述变频微波催化甲烷裂解制氢的方法，其特征在于，催化剂为生物质基活性炭，微波频率为3400
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5700MHz，功率为300
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475W；催化剂为稻壳炭，微波频率为4225MHz，功率为475W；催化剂为竹屑炭，微波频率为4410MHz，功率为475W；催化剂为Co3O4，微波频率为5570MHz，功率为475W；催化剂为Fe2O3，微波频率为4410MHz，功率为475W。3.权利要求1所述变频微波催化甲烷裂解直接制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在石英管中装填石英棉，将活性炭缓慢装入石英管内，装填石英棉固定；第二步，将石英管接入反应系统，检查气密性，通入氮气吹扫反应系统并保持反应器为惰性气氛；第三步，开启微波电源，将变频微波通过微波馈口输入微波谐振腔，活性炭吸收不同频率微波后开始升温，通过石英管轴截面的红外测温仪及热成像仪实时检测催化剂温度变化；第四步：到达反应温度并保持稳定后，调节流量计控制甲烷和氮气按流量比3∶2的比例通入反应器；第五步：反应结束后，利用气体采样袋收集气态产物在气相色谱中离线分析。4.根据权利要求1所述变频微波催化甲烷裂解制氢的方法，其特征在于，反应时间为100min，反应结束后得到积碳后的催化剂，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋剑春，王佳，任菊荣，王傲，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：