甲烷和甲醇双燃料重整制氢Pt基双金属结构催化剂的优化

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作者 赵燕春 任衍伦 +3 位作者 王堃 陆晓玲 张莉 兰健 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1093-1100,共8页

以蜂窝结构FeCrAl为基体,制备了Pt-Rh(Cu)/Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_(2)/Al_(2)O_(3)双金属结构催化剂,对催化剂形貌物性和制氢性能进行了分析,通过搭建实验装置对催化剂进行了制氢性能的评价。结果表明:所制备Pt-Rh/Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_(2... 以蜂窝结构FeCrAl为基体,制备了Pt-Rh(Cu)/Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_(2)/Al_(2)O_(3)双金属结构催化剂,对催化剂形貌物性和制氢性能进行了分析,通过搭建实验装置对催化剂进行了制氢性能的评价。结果表明:所制备Pt-Rh/Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_(2)/Al_(2)O_(3)/FeCrAl表面形貌均一,无明显色差和堵孔,催化剂表面存在大量的表面孔隙,呈现出蛛网多孔形式,易于实现催化剂负载,使得催化剂具有较高的气体吸附和反应空间;Pt与Cu物质的量比为1∶15时在所制备的Pt系催化剂中新鲜态活性最高,对于甲醇和甲烷蒸汽重整反应具有75%以上的转化率,且氢气体积分数较高;与Pt-Cu相比,Pt-Rh催化剂稳定性高,活性组分团聚程度较低;所制备的双金属催化剂可同时适用于甲烷和甲醇双燃料,具有非常好的氢气选择性。 展开更多

关键词 重整制氢 双金属 FECRAL 稳定性 宽燃料

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钴基分子筛结构催化剂费托合成航空燃料

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作者 潘杭兵 任衍伦 +1 位作者 王杏伟 张莉 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期32-37,共6页

在双碳和全球气候变化的背景下,SAF(可持续航空燃料)是实现航空业净零排放目标的关键,而费托合成是制备SAF的重要途径之一。采用浆料法和浸渍法制备3种不同的FeCrAl金属基丝网结构催化剂:Co/H-ZSM-5(微孔)、Co/H-Y(微孔)和Co/H-Y(介孔)... 在双碳和全球气候变化的背景下,SAF(可持续航空燃料)是实现航空业净零排放目标的关键,而费托合成是制备SAF的重要途径之一。采用浆料法和浸渍法制备3种不同的FeCrAl金属基丝网结构催化剂:Co/H-ZSM-5(微孔)、Co/H-Y(微孔)和Co/H-Y(介孔),用于费托合成制备SAF。通过N_(2)低温吸附、SEM、NH_(3)-TPD等手段对催化剂进行表征,并评价其费托合成催化性能。结果表明反应条件对费托合成的产物选择性至关重要。在230℃、2.0 MPa和6000 h^(-1)空速下,3种结构催化剂的C_(8)-C_(16)(航煤)选择性均达到最高。Co/H-Y(介孔)相较于其他2种催化剂具有更高的C_(8)—C_(16)选择性(52.12%)和较高的CO转化率(28.95%)。与现有文献报道的费托合成制备航煤催化剂相比,文中制备的结构催化剂表现出较高的活性和选择性,且制备过程简单、易于获取、成本低廉,为工业化制备SAF提供了潜在的候选催化剂。 展开更多

关键词 费托合成 结构催化剂 分子筛 航空煤油

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Al_2O_3/316L整体式催化剂载体的制备与表征 被引量：2

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作者 任衍伦 刘京雷 +2 位作者 张莉 徐宏 应翔 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期54-58,共5页

以拟薄水铝石作为γ-Al2O3催化剂载体的前驱体,HNO3为胶溶剂,制备预涂敷铝溶胶浆液。以γ-Al2O3、拟薄水铝石、铝溶胶、聚乙烯醇(PVA)制备二次涂覆浆液。采用预涂敷和二次涂敷两步法,在酸洗后的316 L不锈钢表面浸渍提拉涂敷浆液,经烧结... 以拟薄水铝石作为γ-Al2O3催化剂载体的前驱体,HNO3为胶溶剂,制备预涂敷铝溶胶浆液。以γ-Al2O3、拟薄水铝石、铝溶胶、聚乙烯醇(PVA)制备二次涂覆浆液。采用预涂敷和二次涂敷两步法,在酸洗后的316 L不锈钢表面浸渍提拉涂敷浆液,经烧结制备出γ-Al2O3/316L整体式催化剂载体。采用SEM,BET,XRD,EDS对载体的形貌特征和物相组分进行了分析,并用超声波震荡法对载体和基体的附着力进行了测试。结果表明:通过酸处理可使基体表面产生多孔结构,经2次焙烧,可以有效地提高载体的附着力,超声波振荡法测定载体平均质量损失率为1.24%。所制备的γ-Al2O3催化剂载体孔径适宜,主要在3 nm和10 nm之间,和常用催化剂载体孔径相近。γ-Al2O3催化剂载体生长均匀光滑,无裂痕,比表面积大,为234 m2/g,孔隙连通性好。 展开更多

关键词 整体式催化剂载体 浸渍提拉涂覆 培烧 铝溶胶 不锈钢

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HP40合金在H2_O/H_2和空气中氧化行为的研究

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作者 任衍伦 刘京雷 +2 位作者 颜磊 张莉 徐宏 《化工技术与开发》 CAS 2013年第9期1-4,7,共5页

在H2O/H2和空气的状态下,HP40合金试样表面氧化出不同的复合氧化层,对比研究在不同的氧化条件下试件表面氧化物的组成。用XRD、EDS和SEM分别对两种环境下的试样表面氧化层的情况进行了对比分析。结果表明,在H2O/H2气氛下,试样表面生成... 在H2O/H2和空气的状态下,HP40合金试样表面氧化出不同的复合氧化层,对比研究在不同的氧化条件下试件表面氧化物的组成。用XRD、EDS和SEM分别对两种环境下的试样表面氧化层的情况进行了对比分析。结果表明,在H2O/H2气氛下,试样表面生成了包含尖晶石的氧化层,随温度的升高,由针状变为颗粒状;在空气条件下,随着温度升高,形成了致密颗粒状富铬氧化物,并且逐渐长大,部分高温氧化下,试样表面氧化层出现了剥落。不同氧化对HP40钢表面氧化影响较大,不同金属氧化物在氧分压不同时,表现出稳定性不同。 展开更多

关键词 HP40合金 H2O/H2 空气 氧化行为

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偶联剂对氧化铁红粉体的表面改性 被引量：8

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作者 沈远 刘京雷 +2 位作者 侯峰 徐宏 任衍伦 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期59-62,共4页

目的研究硅烷偶联剂KH-560与钛酸酯偶联剂对氧化铁红粉体的改性效果。方法采用硅烷偶联剂KH-560与钛酸酯偶联剂对超细氧化铁红粉体进行改性,同时与未改性的粉体进行比较,对比研究粉体的亲油化度、吸油值、粒度分布、疏水性及分散情况。... 目的研究硅烷偶联剂KH-560与钛酸酯偶联剂对氧化铁红粉体的改性效果。方法采用硅烷偶联剂KH-560与钛酸酯偶联剂对超细氧化铁红粉体进行改性,同时与未改性的粉体进行比较,对比研究粉体的亲油化度、吸油值、粒度分布、疏水性及分散情况。结果改性后,氧化铁红粉体的细化程度、团聚状况都有一定的改善。粉体由改性前的亲水性变为亲油性,在有机体系中的分散性能得到了提高。结论硅烷偶联剂KH-560与钛酸酯偶联剂都能有效改善铁红粉体的表面性能,而钛酸酯偶联剂的改性效果优于KH-560。 展开更多

关键词 氧化铁红 表面改性 改性剂 亲油性

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HP40合金表面原位制备复合氧化层 被引量：2

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作者 颜磊 刘京雷 +1 位作者 徐宏 任衍伦 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期175-181,共7页

采用原位氧化法于H2和水蒸汽形成的低氧分压环境中,在HP40合金表面制备复合氧化膜。用XRD、EDS和SEM分别表征合金表面氧化膜的物相、成分、形貌,以及在氧化层截面上各组元的线和面分布状态。结果表明,随着制备温度的升高,合金表面MnCr2O... 采用原位氧化法于H2和水蒸汽形成的低氧分压环境中,在HP40合金表面制备复合氧化膜。用XRD、EDS和SEM分别表征合金表面氧化膜的物相、成分、形貌,以及在氧化层截面上各组元的线和面分布状态。结果表明,随着制备温度的升高,合金表面MnCr2O4尖晶石逐渐增加,其形貌由针状逐渐变为颗粒状,颗粒尺寸小于1μm;氧化膜的总厚度为7μm,由外向内分别为MnCr2O4尖晶石、Cr2O3和SiO2 3层。 展开更多

关键词 HP40合金 原位氧化法 低氧分压

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MDEA脱硫胺液发泡影响因素研究 被引量：1

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作者 韩思齐 王璐瑶 +1 位作者 徐宏 任衍伦 《化学工程与技术》 CAS 2021年第6期403-415,共13页

MDEA (N-甲基二乙醇胺)溶液,广泛应用于天然气、油田气、煤气的净化工艺。胺液为易发泡体系,胺液发泡会引起脱硫装置液泛、溶剂损失、减产、净化气不合格等问题,甚至导致装置停车,影响脱硫装置的安全平稳运行。本文通过分析确定脱硫溶... MDEA (N-甲基二乙醇胺)溶液,广泛应用于天然气、油田气、煤气的净化工艺。胺液为易发泡体系,胺液发泡会引起脱硫装置液泛、溶剂损失、减产、净化气不合格等问题,甚至导致装置停车,影响脱硫装置的安全平稳运行。本文通过分析确定脱硫溶液中的污染物组成,分别开展单因素实验及不同种类杂质共同作用的正交实验研究各种污染物对MDEA胺液发泡性的影响,并采用数据分析软件对实验结果进行分析。结果表明,各类杂质中乙酸和二乙醇胺对胺液发泡促进效果最为明显,应针对性的防止胺液氧化降解现象发生。 展开更多

关键词 MDEA 发泡 单因素实验 正交试验

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固体氧化物电解池连接板La掺杂Mn-Co尖晶石涂层的制备及性能评价

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作者 吴建迪 王强 +6 位作者 卢林 任衍伦 杨雁 孙兆松 郭土 王红涛 张莉 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第11期69-76,共8页

固体氧化物电解池的金属连接板长期处于中高温环境(600~800℃)中,表面氧化严重使得电解池内阻增大,且金属基体的Cr挥发导致电极的电化学活性降低,二者共同作用导致电解池性能衰减严重。针对上述问题,采用电泳沉积法在商用SUS430金属基... 固体氧化物电解池的金属连接板长期处于中高温环境(600~800℃)中,表面氧化严重使得电解池内阻增大,且金属基体的Cr挥发导致电极的电化学活性降低,二者共同作用导致电解池性能衰减严重。针对上述问题,采用电泳沉积法在商用SUS430金属基体上制备了Mn-Co涂层和Mn-Co-La涂层,再采用先后在中性气氛(950℃,N_(2))和氧化气氛(825℃,空气)条件下烧结的工艺,获得了牢固且致密的Mn-Co涂层和Mn-Co-La涂层。研究了烧结气氛和La元素掺杂对涂层性能的影响,分别利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、四探针电阻率测试仪测试了涂层的形貌、物相组成、元素分布、面比电阻。结果表明:通过电泳共沉积掺杂微量纳米La_(2)O_(3)制备的涂层的晶粒更加均匀、细化,有效抑制了高温N_(2)烧结过程中基体Fe-Cr的溢出。750℃下300 h的氧化循环试验结果表明,与基体相比,本工作提出的烧结工艺有利于提升涂层的抗氧化性能,且La掺杂的涂层性能更优。La元素的掺杂有效减缓了基体中的Cr挥发,面比电阻更低且稳定,提高了Mn-Co尖晶石涂层的抗高温氧化性能。 展开更多

关键词 Mn-Co尖晶石涂层 烧结工艺 LA掺杂 电泳沉积 固体氧化物电解池

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加热方式对甲醇蒸汽重整特性的影响

9

作者 王强 任衍伦 +1 位作者 况晓刚 张莉 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期12-16,共5页

为了进一步提升重整器的热效率和启动特性,设计了一种紧凑型内部加热管式反应器用于甲醇蒸汽重整现场制氢。对比研究了内外2种加热方式对反应器启动性能、床层温度分布、甲醇转化率和反应器热效率的影响。结果表明:与外部加热相比,内部... 为了进一步提升重整器的热效率和启动特性,设计了一种紧凑型内部加热管式反应器用于甲醇蒸汽重整现场制氢。对比研究了内外2种加热方式对反应器启动性能、床层温度分布、甲醇转化率和反应器热效率的影响。结果表明:与外部加热相比,内部加热仅需8%的加热功率即可达到反应温度,且启动时间减少了46.2%。内部加热时由反应导致的温差,以及反应温度和空速对床层温度分布的影响均小于外部加热,甲醇转化率优于外部加热。反应器热效率随着反应温度的增大略微减小,但随着空速的增大而增大。当空速为4000 mL/(g·h)时,采用内部加热的反应器热效率为75.4%,为外部加热的2.2倍,甲醇转化率比外部加热时提升7.2%。该内部加热反应器可用于调节电网负荷的分布式制氢场合。 展开更多

关键词 内部电加热 甲醇水蒸气重整 快速启动 热效率 温度分布 管式反应器

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乙二醇和聚乙烯醇改性费托合成Co基催化剂性能

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作者 王杏伟 任衍伦 张莉 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期30-34,87,共6页

载体的性质对催化剂活性有着不可忽视的影响。以拟薄水铝石为前驱体,采用乙二醇和聚乙烯醇改性,采用浆料法制备了Co基费托合成催化剂载体,通过浸渍法负载Co活性组分。以商用氧化铝为对比样,采用N_(2)低温吸附、XRD(X射线衍射)、H_(2)-TP... 载体的性质对催化剂活性有着不可忽视的影响。以拟薄水铝石为前驱体,采用乙二醇和聚乙烯醇改性,采用浆料法制备了Co基费托合成催化剂载体,通过浸渍法负载Co活性组分。以商用氧化铝为对比样,采用N_(2)低温吸附、XRD(X射线衍射)、H_(2)-TPR(H_(2)程序升温还原)、CO-TPD(CO程序升温脱附)、FT-IR(红外光谱)、TG-DSC(热量-差热分析)和XPS(X射线光电子能谱)等手段进行表征,采用颗粒固定床反应器对其费托合成催化性能进行评价。结果表明,改性催化剂较商用氧化铝制备的催化剂,具有Co分散度高,粒径小,可还原度高等优点。且具有高CO转化率(50.51%),低CH_(4)选择性(7.28%),高C_(5+)选择性(73.93%)的反应性能,在反应72 h后催化剂没有出现任何劣化,稳定性优越。此外,当催化剂在空气气氛中焙烧时,易形成难以还原的CoAl_(2)O_(4)尖晶石,导致催化剂失去活性。 展开更多

关键词 费托合成 钴基催化剂 催化剂改性 焙烧气氛 CoAl_(2)O_(4)尖晶石

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浆液法制备催化剂涂层自动吹扫设备及工艺

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作者 卢林 任衍伦 +2 位作者 王杏伟 吴建迪 张莉 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期84-89,共6页

结构催化剂涂层常采用浆液法涂敷制备,但是,采用手工涂敷由于制备工艺差异大、可重复性差,导致制备过程中还存在涂层脱落、堵塞、涂层均匀性差、工业生产放大困难等问题。针对上述问题,文中设计搭建了一套自动化浆液吹扫装置,研究吹扫... 结构催化剂涂层常采用浆液法涂敷制备,但是,采用手工涂敷由于制备工艺差异大、可重复性差,导致制备过程中还存在涂层脱落、堵塞、涂层均匀性差、工业生产放大困难等问题。针对上述问题,文中设计搭建了一套自动化浆液吹扫装置,研究吹扫气流量、吹扫角度和气流移动速度等工艺参数对涂层负载量、脱落率和涂层一致性的影响。结果表明:研发的自动化吹扫设备及工艺有效提高了涂层涂敷过程的一致性和均匀性,气体流量逐渐增加,涂层的负载量与脱落率呈现下降的趋势。当气体流量为40 L/min,气流与丝网的夹角为90°,滑块的移动速度为600 mm/min时,制备得到的催化剂涂层的负载量为18.33%,脱落率(质量分数)低于2%,涂层表面平整光滑、无堵孔,综合指标优于文献现有报导水平,满足使用要求。开发的催化剂涂层自动化制备技术为丝网结构催化剂的工业化规模制备和应用提供了可行性。 展开更多

关键词 浆液法 涂敷设备 催化剂涂层 制备工艺

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