CN106085526A - 一种合成氢燃料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成氢燃料，所述一种合成氢燃料由下述重量份的原料制备而成：二氧化碳800‑1200份、甲烷800‑1200份、氢气稳定剂0.02‑0.12份、催化剂12‑98份。本发明一种合成氢燃料，在长途运输中安全性高，且燃烧值高、无毒无害。
Description
技术领域
本发明涉及气体燃料技术领域，具体涉及一种合成氢燃料及其制备方法。
背景技术
人类社会文明的持续发展正面临着能源短缺与环境恶化所带来的威胁，对化石能源的无限制开采不仅导致其日渐枯竭，价格攀升，而且燃烧释放的大量二氧化碳导致温室效应加重，进而引发极端天气现象。
氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送较不方便，但氢作为燃料仍然被认为将会成为本世纪最理想的能源。氢燃料作为能源的突出特点是无污染、效率高、可循环利用。
现代社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成了温室效应。利用二氧化碳气体来制备合成氢燃料，既能实现二氧化碳的转化再利用，也能生产出符合环保要求的氢燃料。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种合成氢燃料。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种合成氢燃料，由下述重量份的原料制备而成：二氧化碳800-1200份、甲烷800-1200份、氢气稳定剂0.02-0.12份、催化剂12-98份；
优选地，所述的催化剂由五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯混合而成，所述五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述的氢气稳定剂由氖气、氦气、氙气混合而成，所述氖气、氦气、氙气的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
本发明还提供了一种合成氢燃料，采用上述方法制备而成，由下述重量百分比的组分组成：氢气40-60％、一氧化碳40-60％、氢气稳定剂0.0001-0.01％、甲烷4-18％，余量为二氧化碳。
具体的，在本发明中：
五氧化二铌，CAS号：1313-96-8，粒径20-40nm。
三氧化钨，CAS号：1314-35-8，粒径20-40nm。
一氧化钯，CAS号：1314-08-5，粒径20-40nm。
二氧化碳，CAS号：124-38-9。
碳，CAS号：7440-44-0。
氖气，CAS号：7440-01-9。
氦气，CAS号：7440-59-7。
氙气，CAS号：7440-63-3。
本发明一种合成氢燃料，在长途运输中安全性高，且燃烧值高、无毒无害。
具体实施方式
实施例1
一种合成氢燃料制备，包括以下步骤：
(1)将300g催化剂附着在陶瓷载体上，并均匀的置于反应器的底部；将30kg二氧化碳加压5kg/cm2后，进入内径为152.4cm、长为1219.2cm的密闭隔绝空气的卧式反应器中，二氧化碳的流速为2.5米/秒；同时将35kg甲烷加压5kg/cm2后，进入卧式反应器中，二氧化碳的流速为2.5米/秒；在催化剂作用下，在反应温度为750℃，压力为5kg/cm2条件下进行反应；反应后得到混合气体，混合气体在反应器中停留时间为5秒后从反应器中流出；
(2)将混合气体和氢气稳定剂按质量比为1000:0.0018混合均匀后，得到合成氢燃料。
所述的催化剂由五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。
所述的氢气稳定剂由氖气、氦气、氙气按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的氢气稳定剂由氦气、氙气按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例2的合成氢燃料。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的氢气稳定剂由氖气、氙气按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例3的合成氢燃料。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的氢气稳定剂由氖气、氦气按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例4的合成氢燃料。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的催化剂由三氧化钨、一氧化钯按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例5的合成氢燃料。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的催化剂由五氧化二铌、一氧化钯按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例6的合成氢燃料。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述的催化剂由五氧化二铌、三氧化钨按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例7的合成氢燃料。
测试例1
对实施例1和实施例5-7中步骤(1)的合成氢燃料反应转化率进行测试，具体结果见表1。
表1：合成氢燃料反应转化率结果表
| 生成率，％ | |
| 实施例1 | 95.2 |
| 实施例5 | 91.2 |
| 实施例6 | 90.8 |
| 实施例7 | 91.2 |
比较实施例1与实施例5-7，实施例1(五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯复配)合成氢燃料反应生成率明显高于实施例5-7(五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯中任意二者复配)。
测试例2
对实施例1-7制备的合成氢燃料进行燃烧热值测试。具体结果见表2。
表2：燃烧热值测试结果表
| 样品 | 燃烧热值，kcal/m3 |
| 实施例1 | 8254 |
| 实施例2 | 7827 |
| 实施例3 | 7834 |
| 实施例4 | 7852 |
| 实施例5 | 7783 |
| 实施例6 | 7826 |
| 实施例7 | 7769 |
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(氖气、氦气、氙气复配)燃烧热值明显高于实施例2-4(氖气、氦气、氙气中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯复配)燃烧热值明显高于实施例5-7(五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯中任意二者复配)。
Claims (1)
1.一种合成氢燃料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：二氧化碳800-1200份、甲烷800-1200份、氢气稳定剂0.02-0.12份、催化剂12-98份；
所述的氢气稳定剂由氖气、氦气、氙气混合而成，所述氖气、氦气、氙气的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)；
所述的催化剂由五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯混合而成，所述五氧化二铌、三氧化钨、一氧化钯的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
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