甲烷重整技术研究进展

对5种常用甲烷重整工艺的技术特点、优缺点及其工业适用性进行了归纳对比。重点从工作原理、反应器结构、生产效率等方面分析了各反应器的优劣势，简述了固定床甲烷重整反应器、流化床甲烷重整反应器及微通道甲烷重整反应器的工业化进展。介绍了甲烷重整催化剂、强化催化甲烷重整技术的研究进展。并对甲烷重整技术发展趋势进行了分析与展望。

关键词：甲烷;重整；化学反应器;催化剂;膜分离；吸附剂

近年来，随着工业技术的长足发展，化石能源不断消耗，部分国家和城市环境污染情况逐渐加重，人类愈加意识到寻找清洁、可替代、可再生能源的必要性。氢能被誉为21世纪理想的新型替代能源之一，逐渐获得越来越多的关注，氢气的制取也成为世界各国学者争相研究的热点问题。目前主要的制氢方法包括烃类重整制氢、醇类重整制氢、电解水制氢、生物质制氢以及太阳能制氢。烃类重整以反应物来源丰富的特点，在制氢技术中颇受关注。在化学反应中，反应物碳链越长，反应产物结碳可能性越大，速度也越快。碳原子数目相同的情况下，烃类物质的碳氢比越小，理论产氢量越高。甲烷因只含有碳氢键，且碳氢比最小，是理想制氢原材料。甲烷还具有可利用性高、价格低廉、来源广泛等优势。因此利用甲烷进行重整制氢具有不可比拟的独特优势。就甲烷重整制氢而言，氢气产量及产氢纯度与所采用的重整工艺、重整反应器结构和类型有着密切联系。为实现能源的高效利用，对甲烷重整技术的研究很有必要。本文中重点对甲烷重整反应工艺、甲烷重整反应器类型、甲烷重整催化剂、强化催化重整技术进行介绍并评述。

1甲烷重整工艺

甲烷重整技术已经历了近百年的发展，工艺方法相对成熟。常用的重整工艺主要包括甲烷水蒸汽重整制氢（SMR)、甲烷部分氧化重整制氢（H)M)、甲烷二氧化碳重整制氢（CDRM)、甲烷三重整制氢(TRM)、甲烷自热重整制氢（ATR)，各工艺反应原理及技术特点如表1所示。

吸附剂性能是C02吸附技术有效性的关键，制备吸附选择性强、性能稳定且价格低廉的吸附剂是该技术研究的永恒话题。甲烷重整技术是多学科交叉的工业产物，每一环节对于其性能的影响都举足轻重，需要各学科各领域学者的通力合作,助力清洁能源化工产业打开新的局面。