天然气低温重整制氢技术研究开题报告

全文总字数：4494字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着我国经济的长期快速发展，各行各业对能源的需求也在不断加大。目前，我国的主要能源消耗依然以煤、石油、天然气三大传统化石能源为主，但这些化石能源的演变过程周期长，属于不可再生能源，而且化石能源的大量开采使用会造成环境的严重污染，尤其是燃烧化石能源会生成烟尘、氮氧化物、硫化物等有害物质，这些有害物质弥散在空气中严重危害到人类的身体健康。在三种传统化石能源中，天然气的主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、一氧化碳、氮气和氢气等化合物，占天然气含量的90%以上，燃烧产物为二氧化碳与水，其具有高热值，对环境无污染等众多优点，是“洁净、理想”的能源，而且其储量仅次于煤和石油，逐渐成为石油燃料的主要替代燃料之一。

正因为天然气有以上优点，其用领域也非常广阔。在民用领域，天然气目前被广泛用于燃气取暖、制冷等；在工业领域，用天然气代替煤炭用于发电厂锅炉等；在化工领域，天然气被用作合成其他工业产品的基本原料。可以预见，天然气在人类发展的下一个阶段将扮演重要角色，以天然气作为基本能源的时代即将到来，因此有必要对天然气进行更多的研究以探索天然气的更多使用途径，使天然气的使用更加高效、合理。

本论文将主要针对天然气在低温工况下的重整制氢技术展开研究，而天然气的研究相当于甲烷研究，所以实现天然气的合理开发和有效利用，关键在于对甲烷转化的研究和高效利用。现今，国内外采用甲烷制备氢气的途径主要是通过甲烷重整制备合成气从而得到氢气，主要包括甲烷蒸汽重整、部分氧化重整、二氧化碳重整以及联合重整等方法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.研究的目标

本论文主要针对天然气在低温工况下的重整制氢技术展开研究，而天然气的研究相当于甲烷研究，所以实现天然气的合理开发和有效利用，关键在于对甲烷转化的研究和高效利用。因此，基于甲烷低温重整制氢技术，该论文重点对甲烷重整技术进行分类，厘清甲烷重整制氢的反应机理与动力学特性，进一步对在线掺氢的甲烷重整技术展开应用分析，以及针对目前国内外甲烷重整制氢数值模拟研究进展进行深入剖析。该研究可为天然气的有效利用提供重要的参考，以及可为进一步天然气低温重整制氢技术的研究提供相关的理论基础。

2.2.研究的基本内容

3. 研究计划与安排

2.17-2.24 完成外文翻译；

2.25-3.4查阅文献，完成文献综述和开题报告；

3.5-3.6 制作ppt，进行开题报告汇报；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] sivaprakash sengodan, rong lan, john humphreys, et al. advances in reforming and partial oxidation of hydrocarbons for hydrogenproductionand fuel cell applications[j]. renewable and sustainable energy reviews, 2018,82: 761-780.

[2] won-jun jang,jae-oh shim, hak-min kim, et al. a review on dry reformingof methane in aspect of catalytic properties[j]. catalysis today, 2019, 324:15-26.

[3] yasuyuki matsumura, toshie nakamori. steam reforming of methane overnickel catalystsat low reaction temperature[j]. applied catalysis a: general,2004, 258: 107-114.