煤制甲醇轉(zhuǎn)換氫燃料電池,煤制甲醇轉(zhuǎn)換氫燃料電池原理
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煤制甲醇的原理?
煤與焦炭是制造甲醇粗原料氣的主要固體燃料.用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成與精制。
用蒸汽與氧氣對(duì)煤、焦炭進(jìn)行熱加工稱為固體燃料氣化,氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是制造甲醇的初始原料氣,氣化的主要設(shè)備是煤氣發(fā)生爐,按煤在爐中的運(yùn)動(dòng)方式,氣化方法可分為固定床(移動(dòng)床)氣化法、流化床氣化法和氣流床氣化法。
國(guó)內(nèi)用煤與焦炭制甲醇的煤氣化——般都沿用固定床間歇?dú)饣?煤氣爐沿用 UCJ爐。
用煤和焦炭制得的粗原料氣組分中氫碳比太低,故在氣體脫硫后要經(jīng)過變換工序.使過量的一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳,再經(jīng)脫碳工序?qū)⑦^量的二氧化碳除去.原料氣經(jīng)過壓縮、甲醇合成與精餾精制后制得甲醇。
煤制甲醇,以煤為原料生產(chǎn)甲醇的技術(shù)。是傳統(tǒng)煤化工中成熟的技術(shù)和產(chǎn)品,屬于基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)。全裝置中采用的煤氣化方法視煤的品質(zhì)來決定。
甲醇合成正向單系列、大規(guī)模方向發(fā)展,單系列甲醇反應(yīng)器最大規(guī)模為5000噸/日。基本工藝過程有煤的氣化、水煤氣變換、合成氣凈化、甲醇合成、甲醇精餾幾個(gè)階段,甲醇精餾有傳統(tǒng)的兩塔流程和三塔流程。
煤氣化方法如果采用8.7 兆帕壓力,是設(shè)計(jì)中最節(jié)能的等壓合成工藝。
煤制甲醇工業(yè)的高速發(fā)展,是與甲醇制低碳烯烴、甲醇制丙烯、甲醇制汽油和甲醇制芳香烴的發(fā)展需求有關(guān),同時(shí)也與國(guó)內(nèi)從煤礦算起煤制甲醇的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于天然氣制甲醇的成本有關(guān)。
以甲醇為例的四類燃料電池?
甲醇燃料電池四種方程式是:
2CH3OH-12e-+16OH-→2CO32-+12H2O,
2CH3OH-12e-+2H2O→12H++2CO2,
2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32-+6H2O,
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
甲醇燃料是利用工業(yè)甲醇或燃料甲醇,加變性醇添加劑,與現(xiàn)有國(guó)標(biāo)汽柴油(或組分油),按一定體積(或重量比)經(jīng)嚴(yán)格科學(xué)工藝調(diào)配制成的一種新型清潔燃料。 可替代汽柴油,用于各種機(jī)動(dòng)車,鍋灶爐使用。
生產(chǎn)甲醇的原料主要是煤,天然氣,煤層氣,焦?fàn)t氣等,特別是利用高硫劣質(zhì)煤和焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇,既可提高資源綜合利用又可減少環(huán)境污染。發(fā)展煤制甲醇燃料,補(bǔ)充和部分替代石油燃料,是緩解我國(guó)能源緊張局勢(shì),提高資源綜合利用。
煤制甲醇的原理?
煤與焦炭是制造甲醇粗原料氣的主要固體燃料.用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成與精制。用蒸汽與氧氣 (或空氣、富氧空氣)對(duì)煤、焦炭進(jìn)行熱加工稱為固體燃料氣化,氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是制造甲醇的初始原料氣。
用煤和焦炭制得的粗原料氣組分中氫碳比太低 故在氣體脫硫后要經(jīng)過變換工序使過量的一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳再經(jīng)脫碳工序?qū)⑦^量的二氧化碳除去。原料氣經(jīng)過壓縮、甲醇合成與精餾精制后制得甲醇 。
為什么氫能比甲醇利用高?
1. 氫的發(fā)熱值是所有的化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,約1.4x105kJ/kg,是汽油發(fā)熱值的3倍。
氫的燃燒性好,點(diǎn)燃快,與空氣混合時(shí)具有廣泛的可燃范圍,并且燃點(diǎn)高,燃燒速度快;燃燒后的產(chǎn)物是水,基本沒有污染環(huán)境的問題,而且生成物是水,可以循環(huán)利用。氫屬于潔凈的燃料,其燃燒性能很特殊,故需研制相應(yīng)的燃燒裝置。此外如采用催化劑,還可以在無火焰狀態(tài)下發(fā)出一般要求的任意溫度。還可以考慮與其它燃料混合的方案。
氫氣燃燒具有著火范圍寬,火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤旌忘c(diǎn)火能量低等特性,故其燃燒效率比其他燃料要高。燃燒氫氣的器具是氫燃燒的關(guān)鍵設(shè)備。氫氣還是一種理想的潔凈燃料,其優(yōu)點(diǎn)在于燃燒后沒有及煙塵等污染物生成。它可以代替生成上述污染物的化石燃料,在工業(yè)和人民生活中可以獲得廣泛應(yīng)用。
2. 甲醇熱值4650kcal/kg(4650千卡路里每千克)即1111kJ/kg,顯然比氫氣低很多。
甲醇燃料是利用工業(yè)甲醇或燃料甲醇,加變性醇添加劑,與現(xiàn)有國(guó)標(biāo)汽柴油(或組分油),按一定體積(或重量比)經(jīng)嚴(yán)格科學(xué)工藝調(diào)配制成的一種新型清潔燃料??商娲裼停糜诟鞣N機(jī)動(dòng)車,鍋灶爐使用。
生產(chǎn)甲醇的原料主要是煤,天然氣,煤層氣,焦?fàn)t氣等,特別是利用高硫劣質(zhì)煤和焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇,既可提高資源綜合利用又可減少環(huán)境污染。發(fā)展煤制甲醇燃料,補(bǔ)充和部分替代石油燃料,是緩解我國(guó)能源緊張局勢(shì),提高資源綜合利用。
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