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专利号: 2022117384268
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,包括以下步骤:储液罐A中的甲醇/水混合溶液原料直接泵入预装催化剂的管式微波反应器中,水/甲醇的摩尔比为1.01 1.5;所述储液罐A中还混入了过氧化物,配制成甲醇/水/过氧化物混合~原料;或者将过氧化物储存在储液罐B中,甲醇/水混合原料与过氧化物分别泵送经混合后进入管式微波反应器中,所述过氧化物总量在甲醇/水/过氧化物混合原料中的含量控制在

0.1 3wt.%;所述过氧化物为过氧化氢;

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在微波辐射下,催化剂床层迅速升温至工作温度200 250℃,甲醇/水混合原料在催化~剂的作用下快速重整为主要含H2和CO2的混合气,所述催化剂由CuO/ZnO复合氧化物活性组分和微波吸收组分制成,所述微波吸收组分为碳化硅、锰氧化物、锰铈复合氧化物中的一种或多种;

该混合气经冷却后将未完全转化的少量甲醇和水冷凝,所得到的甲醇/水混合冷凝液收集存储循环至储液罐A中重新作为原料使用;

同时,主要含H2和CO2的混合气得到初步干燥,然后经深度干燥单元对该混合气进行深度干燥,深度干燥后的混合气再经CO2脱除,得到H2产品。

2.根据权利要求1所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,所述过氧化氢总量在甲醇/水/过氧化物混合原料中的含量控制在0.5 2wt.%。

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3.根据权利要求1所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,所述催化剂由CuO/ZnO复合氧化物活性组分和微波吸收组分机械混合得到,CuO/ZnO复合氧化物活性组分与微波吸收组分的质量比为0.8 2.5。

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4.根据权利要求1所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,所述催化剂由CuO/ZnO复合氧化物活性组分负载在微波吸收组分表面得到,CuO/ZnO复合氧化物活性组分与微波吸收组分的质量比为0.6 2。

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5.根据权利要求1或3或4所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,所述CuO/ZnO复合氧化物活性组分中Cu与Zn的摩尔比为1.5 4。

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6.根据权利要求1所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,所述CuO/ZnO复合氧化物活性组分的制备过程如下:将Cu/Zn摩尔比对应的铜前驱体、锌前驱体混合,然后加入前驱体混合物0.2 1倍质量的柠檬酸一水合物,再加入上述混合物总质量~

0.5 5倍的蒸馏水,在100 160℃条件下均匀混合并蒸干水分,最后在450 600℃的空气中煅~ ~ ~烧1 3小时即可。

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7.根据权利要求4所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,负载方法为:将Cu/Zn摩尔比对应的铜前驱体、锌前驱体混合,然后向其中加入前驱体混合物0.5~

1.5倍质量的柠檬酸一水合物,再加入混合物总质量4 10倍的蒸馏水溶解形成透明溶液,继~而向透明溶液中加入微波吸收组分,在搅拌条件下蒸干水分形成粘稠的混合浆料,最后在

500 650℃的空气中煅烧1 3小时即可。

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8.根据权利要求6或7所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,所述铜前驱体为硝酸铜及其水合物、醋酸铜及其水合物中的一种或多种;所述锌前驱体为硝酸锌及其水合物、醋酸锌及其水合物、氯化锌及其水合物、氢氧化锌中的一种或多种。

9.根据权利要求1或2所述的一种微波驱动甲醇重整快速制氢的方法,其特征在于,反3

应过程中,微波的辐射功率密度控制在20 400kW/m。

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