[發(fā)明專利]安全型合成氫燃料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610263623.7
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105923603B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 李亞斌;吳燕
• 申請（專利權）人: 碧城（上海）新能源科技有限公司
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C10L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及氣體燃料技術領域，具體涉及一種安全型合成氫燃料及其制備方法。

背景技術

人類社會文明的持續(xù)發(fā)展正面臨著能源短缺與環(huán)境惡化所帶來的威脅，對化石能源的無限制開采不僅導致其日漸枯竭，價格攀升，而且燃燒釋放的大量二氧化碳導致溫室效應加重，進而引發(fā)極端天氣現(xiàn)象。

為了克服化石能源的缺陷，人們一直在尋找一種不依賴化石燃料、儲量豐富，能廉價制取，無毒無害的清潔能源。而氫能正是人們所期待的新能源，因為氫能具有以下幾大優(yōu)點：(1)資源豐富，氫不僅是最輕的氣體，而且是宇宙中最古老的物質，地球上的氫資源極其豐富。氫燃燒又生成水，這是一個取之于水又還原于水的順應自然的循環(huán)，所以氫是一種不受資源限制取之不盡、用之不竭的能源。(2)無污染，氫氣本身無毒，燃燒時生成水和少量氮化氫，但比石油基燃料燃燒時的產(chǎn)生量低80％，不會像礦物燃料那樣產(chǎn)生大量煙塵及一氧化碳，二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物等對環(huán)境有害的污染物質，少量的氮化氫經(jīng)過適當處理也不會污染環(huán)境，所以氫是最清潔的能源。(3)熱值高，除核燃料外，氫的燃燒值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。(4)氫燃燒性能好，點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快。

但是，上述的自然能源的有效利用還沒有廣泛普及，而且還是依靠將排出大量二氧化碳的化石燃料作為原料發(fā)電和大部分的動力共給。隨著對環(huán)境破壞的抑制的推行，消費者要求使用清潔能源的情況也逐漸增多。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種安全型合成氫燃料及其制備方法。

本發(fā)明目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

一種安全型合成氫燃料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化碳加壓后進入反應器，與反應器中的碳及加壓后的水在催化劑的作用下進行反應，二氧化碳、水、碳的質量比為(25-35)：(2.5-5.5)：(1.5-3.5)，反應溫度為1000-1400℃，反應壓力為10-80kg/cm²，反應后得到混合氣體；

(2)將混合氣體和氫氣穩(wěn)定劑混合后，過濾得到安全型合成氫燃料。

優(yōu)選地，所述的催化劑加入量為二氧化碳重量的1-10％，所述的催化劑為三氧化二鈰、二氧化鈰、三氧化二鐵中的一種或多種的混合物。

更優(yōu)選地，所述的催化劑由三氧化二鈰、二氧化鈰、三氧化二鐵混合而成，所述三氧化二鈰、二氧化鈰、三氧化二鐵的質量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。

優(yōu)選地，所述的二氧化碳在反應器中的流速為2-18米/秒。

優(yōu)選地，所述的碳為碳粒，粒徑為1-5mm。所述的碳置于反應器的前半部的底部，按二氧化碳氣流方向排列成長方形的碳床，其長度為50-500cm，寬為30-130cm。

優(yōu)選地，所述的水是經(jīng)過噴嘴加入到反應器中。

優(yōu)選地，所述的混合氣體在反應器中停留時間為2-12秒。

優(yōu)選地，所述的混合氣體和氫氣穩(wěn)定劑的質量比為(950-1050)：(0.001-0.01)。

優(yōu)選地，所述的氫氣穩(wěn)定劑為氖氣、氬氣、氪氣中的一種或多種的混合物。

更優(yōu)選地，所述的氫氣穩(wěn)定劑由氖氣、氬氣、氪氣混合而成，所述氖氣、氬氣、氪氣的質量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。

本發(fā)明還提供了一種安全型合成氫燃料，采用上述方法制備而成，由下述重量百分比的組分組成：氫氣26-66％、一氧化碳16-36％、氫氣穩(wěn)定劑0.0001-0.01％、余量為C₁-C₄烷烴氣體。

具體的，在本發(fā)明中：

三氧化二鈰，CAS號：1345-13-7，粒徑20-40nm。

二氧化鈰，CAS號：1306-38-3，粒徑20-40nm。

三氧化二鐵，CAS號：1309-37-1，粒徑20-40nm。

二氧化碳，CAS號：124-38-9。

碳，CAS號：7440-44-0。

氖氣，CAS號：7440-01-9。

氬氣，CAS號：7440-37-1。

氪氣，CAS號：7439-90-9。

本發(fā)明以水和二氧化碳為主要原料，通過催化劑催化合成含有氫氣、一氧化碳、甲烷和乙烷的混合氣體，再加入可使氫分子穩(wěn)定劑，制得既能滿足使用需求，又能進行長途安全運輸?shù)陌踩秃铣蓺淙剂稀Ｔ撊剂蠚怏w具有燃燒值高、無毒無害、安全無污染等優(yōu)點。