利用武钢焦炉煤气提取高纯氢气的初步研究

【摘要】： 在炼焦生产过程中除得到主要产品焦炭以外,还产生大量高附加值的副产品,焦炉煤气是其中之一,其主要成分是H_2、CH_4、CO等,此外还含有少量的N_2、CO_2、H_2S、O_2、NH_3、C5_2、C_nH_n等其他物质。武钢焦化责任有限公司每年产生大约2×10~5万立方米的焦炉煤气,按氢气占56%计算每年可生产1.2×10~5万立方米的氢气。氢气是一种宝贵的化工资源,作为还原剂已广泛用于化工生产中;更重要的是今后作为一种汽车燃料,更需要高纯度的氢气。然而,目前焦炉煤气主要作为一般的动力燃料或民用燃料是一种浪费,因此,从焦炉煤气中分离出氢气进行高效的利用,对提高企业产品的附加值和节能降耗具有重大的现实意义。 本论文在对国内外分离制氢技术的优缺点和经济性进行评价的基础上,首次提出采用膜分离技术分离焦炉煤气中的氢气。将基于渗透压作用的化学镀技术应用到多孔陶瓷载体上制备钯或钯合金膜。采用电子扫描电镜(SEM)分析膜管的形态、微观结构以及膜的厚度。用氢气分离器检测膜的气密性,利用纯氢气和氮气在膜管中的渗透量来分析膜的选择性,利用皂沫流量计测出焦炉煤气分离后纯氢端和尾气端气体的流速。用气相色谱分析纯氢端和尾气端气体中氢气的含量。采用模拟焦炉煤气作为分离气体进行膜分离实验,找出了膜管中煤气的温度、压力以及尾气的流速等操作因素,对氢气分离效率和纯度的影响。然后用实际焦炉煤气进行验证,结果表明,当压力为2.0bar、温度为397℃、尾气流速为176mL/min时,氢气的纯度达到99%以上。 【关键词】：焦炉煤气 氢气分离 化学镀 钯膜
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ116.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 前言8-9
• 第一章 文献综述9-20
• 1.1 焦炉煤气制氢气的意义9
• 1.2 氢气分离技术的简介9-11
• 1.3 焦炉煤气制氢方法的发展现状11-12
• 1.4 国内外气体分离膜的发展状况12-13
• 1.4.1 气体分离膜简介12
• 1.4.2 气体分离膜的主要分类12-13
• 1.5 国内外常用氢气分离膜-钯及钯合金膜的简介13-16
• 1.5.1 钯及钯合金膜的研究进展13-14
• 1.5.2 钯及钯合金膜渗透氢气的原理14-16
• 1.6 膜的制备及表征方法16-18
• 1.6.1 膜的制备方法16-18
• 1.6.2 膜的表征18
• 1.7 课题的立题依据和研究内容18-20
• 第二章 实验方案和方法20-26
• 2.1 实验方案的讨论20-22
• 2.1.1 国内外不同含 H_2气体混合物分离方法的比较20
• 2.1.2 用于氢气分离的气体分离膜的优缺点比较20-21
• 2.1.3 制备钯或钯合金膜的各种镀法的比较21-22
• 2.2 实验原料与设备22-23
• 2.2.1 原料气的准备22
• 2.2.2 镀膜的原料22-23
• 2.2.3 实验主要设备23
• 2.3 实验方法23-26
• 2.3.1 膜的检测23-25
• 2.3.2 焦炉煤气的氢气分离25-26
• 第三章 钯膜的制备与检测26-32
• 3.1 化学镀技术镀钯膜原理简介26
• 3.2 钯膜的制备26-27
• 3.3 钯膜的检测27-31
• 3.3.1 SEM扫描27-29
• 3.3.2 钯膜的热处理29
• 3.3.3 钯膜的气密性和渗透性检测29-31
• 3.4 小结31-32
• 第四章 焦炉煤气提取氢气32-42
• 4.1 焦炉煤气分离流程32
• 4.2 钯膜分离性能的影响因素32-35
• 4.2.1 原料气的压力对分离性能的影响32-33
• 4.2.2 操作温度对分离性能的影响33-34
• 4.2.3 尾气的流速对分离性能的影响34-35
• 4.3 影响因素的优化35-37
• 4.4 实际焦炉煤气验证实验37-39
• 4.5 分离后气体的检测39-41
• 4.5.1 气相色谱测定原理39
• 4.5.2 色谱条件39
• 4.5.3 分离后气体中氢气的检测39-41
• 4.6 小结41-42
• 第五章 结论42-43
• 第六章 意见和建议43-44
• 参考文献44-50
• 致谢50-51
• 附录51

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于质子交换膜的电化学氢泵的研究    杨洋

焦炉煤气变压吸附制氢工艺的应用    王岩

化学镀法制备Pd及其合金复合膜过程分析    孟春迎;王兰芝;侯凯湖;

钯膜制备新技术    宁英男,张海燕,匡洞庭

气体膜分离技术的进展及其应用    陈桂娥;韩玉峰;阎剑;许振良;房鼎业;

一种从含氢气体分离浓缩氢的新技术——水合物分离技术    马昌峰,陈光进,张世喜,王峰,郭天民

气体膜分离技术在尾气丙烯回收中的应用    刘钰明

透氢钯复合膜的原理、制备及表征    黄彦;李雪;范益群;徐南平;

裂解气的全分析    于锦媛

变压吸附技术在焦炉煤气制氢中的应用    徐世洋;张敏;朱亚军;

合成氨生产中膜分离提氢工艺的节能效益    马成龙,马德一

光催化和微滤处理有机磷农药废水    张进;

焦炉煤气组分气相色谱分析法分析条件    梁祺烽;周卫红;谭洪艳;王雪梅;刘永华;

宝钢2030冷轧含油废水处理新技术    蔡圣贤,徐正,朱锡恩,肖丙雁,王磊

膨体聚四氟乙烯改性亲水膜的水过滤性能    任钟旗;郭玉海;张卫东;杨进玉;

喷管超音速分离技术在天然气脱水中的应用研究    宋婧;王丽;陈家庆;陈志明;

溶胶-凝胶法制备二氧化硅无机膜的实验研究    邱春阳;张克铮;

陶瓷分离膜的制备、过滤机理和应用研究    谢明强;魏晓伟;

食品新技术在果胶制备中的应用    许淑芳,刘邻渭,李元瑞

钯铜合金膜的化学镀制备过程研究    张小亮;卢胜林;胡志洋;马瑞;黄彦;

水合物储氢技术的研究进展    常心洁;杨鲁伟;梁惊涛;

淹没式连续微滤装置处理城市污水    杨超;杨琦;张娴;尚海涛;杨春;甘一萍;

陶瓷膜在食品和发酵工程中的应用    唐礼升;柏文静;薛晓波;

无机陶瓷膜在油脂厂碱炼废水中应用    沈颜俊;唐礼升;董小兵;

陶瓷超滤膜用于地表水净化的实验研究    周利跃;李卫星;刘飞;邢卫红;

膜制氮在海洋平台的应用    刘飞龙;曾树兵;冯永;苏幼明;

玻璃衬底上钯多晶膜的制备    李庆;陈志谦;胡金柱;

二氧化硅膜分离正己烷/氮气的研究    钟璟;陈燕;黄维秋;陈若愚;

陶瓷膜制备研究进展    吴佶;孙乾耀;徐春明;

水合物法从烟气中分离CO_2的原理和实验系统    唐良广;李小森;冯自平;

Yb-La改性化学镀制备钯无机复合膜的动力学研究    蒋柏泉;杨苏平;黄庆荣;刘贤相;叶志强;

Silicalite-1沸石及炭复合膜的制备与应用研究    肖伟

钛硅沸石膜及钛硅—钯复合膜的制备与应用研究    王晓斌

预处理对TEMPO氧化体系的促进及动力学研究    戴路

复合膜生物反应器处理榨菜废水效能及膜污染控制试验研究    杜俊

金属Nb及其空位与H的相互作用的第一性原理研究    饶建平

浸没式金属膜生物反应器处理城市污水性能及膜污染研究    谢元华

中空纤维陶瓷膜制备过程与性能表征的研究    韩灵凤

新型四塔变压吸附提纯氢气过程研究    吕昌忠

油气蒸发排放及其控制技术的研究    黄维秋

一体式陶瓷膜乳化装置的研究和应用    景文珩

联苯聚醚砜基碳纳米管混合基质膜的制备及气体分离性能的研究    刘中柱

超音速分离器内流动及其应用基础研究    张明益

前驱体的化学结构对炭膜微结构及气体渗透性能的影响    祁文博

膜膨胀机耦合冷凝技术回收轻烃的流程优化    于长福

合成氨膜法氢气回收及氢氮比调节的研究    何振

钯复合膜制备及催化苯制苯酚研究    邓慧

DIR-MCFC中防止内重整催化剂碱中毒的研究    涂敏

大孔α-Al_2O_3微滤膜的改性及含油废水处理应用研究    窦明岳

无机陶瓷膜法处理机械加工厂含油废水的实验研究    李梦

化学镀法制备用于有机废气催化燃烧处理的整体式催化剂的研究    林探厅

氢气分离技术的研究现状    林小芹;贺跃辉;江垚;张丰收;

高纯氢的制取及其技术要点    强志炯,李少波,沈涛

超高纯氢的制备    李义良

高纯氢制备工艺    古共伟,陈健,郜豫川,魏玺群

质子交换膜燃料电池材料    刘志祥;钱伟;郭建伟;张杰;王诚;毛宗强;

氢能及其近期应用前景    毛宗强

气体膜分离技术及应用    苏毅,胡亮,刘谋盛

无限的氢能——未来的能源    毛宗强;

焦炉煤气变压吸附制氢工艺的应用    王岩

稀土元素化学镀镍工艺研究    李卫清,董人瑞,傅雅琳,喻重山

纳米级二氧化钛制备方法的比较研究    胡娟,邓建刚,何水样,畅柱国,赵建社,刘建宁

PVA修饰的溶胶凝胶法制备γ氧化铝超滤膜    夏长荣,唐晔,杨萍华,孟广耀,彭定坤

在多孔α-Al_2O_3陶瓷管上合成ZSM-5沸石膜    李永生,江志东,王金渠*

聚醚砜酮炭膜炭化过程中炭结构形成    朱桂茹,王同华,张守海,蹇锡高,蔡天锡

用溶胶凝胶法在烧结多孔金属基体上附载SiO_2膜    田茂东,王立秋,张守臣,刘长厚

变压吸附气体分离技术的应用和发展    魏玺群,陈健

稀土对(Ni-P)-SiC复合电镀的影响    沈德久,王玉林,于金库,唱立疆,任运来,关长斌

溶胶凝胶法制备二氧化钛微粉体    杨隽,许定刊,张启超

选择性化学镀用的活化液    蔡积庆

陶瓷表面化学镀工艺研究    杨建桥,刘宁,曾华平

新日本钢铁公司大分厂煤气平衡改进的简述    蔡敏;贺兰珠;

使用混合煤气节能    程鹏;

当代新技术在宝钢二期烧结设计中的应用    唐先觉

炼铁厂剩余高炉煤气的合理利用    张兆宁;

焦炉煤气脱萘的探讨    田波,刘柒变,李晋萍

炼焦炉煤气调节用孔板盒安装及操作中的问题    蒋少有;

焦炉煤气精制装置的改进    陆华

6m焦炉长期使用焦炉煤气的热工研究    樊永在,李晓炅,亢英利

化学镀镍废水处理的现状和进展    屠振密;黎德育;李宁;潘莉;张景双;

利用变压吸附(PSA)技术从焦炉煤气中制取氢气的工艺探讨    焦玉雪;吴峰;

化学镀Ni-Sn-P合金镀层的研究    林忠华;

不停产清理焦炉煤气管道的实施与研究    李胜欣;王文军;高希迎;

玻璃纤维化学镀复合材料性能研究    曹琦;谢建良;龚荣洲;

冶金焦化工业中的节能技术    段占庭;

高炉喷吹焦炉煤气    沙永志;曹军;王凤岐;

烧结气氛对Ni/PTC复合材料性能的影响    侯峰;秦永宁;曲远方;徐廷献;

迅速发展中国直接还原铁的途径    胡嘉龙;梁文玉;

浅谈焦炉煤气的净化及综合利用    孟繁萍;徐国梅;

焦炉煤气制取甲醇已成热门    本刊记者 宋廷生

焦炉煤气制甲醇成为现实    宋廷生

柳钢实施焦炉煤气氨回收技术改造    记者覃守超 通讯员谢文鹏

挖掘焦炉煤气“氢”潜能    程红伟

长钢焦炉煤气民用设计方案    首钢长治钢铁有限公司设计院 刘丽丽　刘彦军

第11批天然气置换本周末进行    雷鸣毕强

焦炉煤气点“天灯” 每年烧掉数百亿元    卢保红　高风　刘军　

一次产学研亲密接触    本报记者 王乐意

全省首个焦炉煤气甲烷化项目在沁县开工    记者 张海霞

焦炉煤气有多少能量待开采？    本报记者 姚伊乐

焦炉煤气中氢气和甲烷的吸附分离    刘艳娜

自组装化学镀及其应用研究    刘正春

焦炉煤气重整透氧膜研究及材料优化    沈培俊

透氧膜反应器焦炉煤气重整制氢催化剂研究    杨志彬

（SiC）_p表面修饰、表征及应用的研究    宿辉

镁合金的腐蚀行为与防护    贾素秋

焦炉煤气与气化煤气基焦炭、化工与动力多联产系统及集成机理    孙士恩

焦炉煤气合成甲醇和发电系统关键技术研究    张学镭

直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究    孙海

带绝缘层复合结构丝的巨磁阻抗效应    程金科

利用武钢焦炉煤气提取高纯氢气的初步研究    田文中

天然生漆膜化学镀的研究    陈玉

AZ91D镁合金化学镀镍磷/镍铜磷    许曙光

适用于海洋环境的化学镀Ni-P合金工艺及耐蚀机理研究    蒲艳丽

镁合金表面化学镀Ni-P层的制备及其耐蚀性的研究    渠毓萍

基于快速原型的快速模具制造技术的研究    华涛

镍壳空心复合微球的制备与电磁学特性研究    周凯常

化学镀NiFeP/CuBe复合结构丝巨磁阻抗效应的研究    吴士蓉

微流控芯片上薄膜参比电极的制备与应用研究    孙雪洁

化学镀法制备金属包覆陶瓷复合粉体及其性能和应用研究    吴涛