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氢气是热量高、无污染的燃料,天然气储量丰富是理想的制氢原料,研究甲烷制氢具有重要的理论和现实意义。 (1)甲烷水蒸气重整制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1=+216kJ•m...
题目内容:
氢气是热量高、无污染的燃料,天然气储量丰富是理想的制氢原料,研究甲烷制氢具有重要的理论和现实意义。
(1)甲烷水蒸气重整制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1=+216kJ•mol-1,温度1200k,压强0.2Mpa,水碳起始物质的量之比3:1,达到平衡时氢气的物质的量分数为0.3,甲烷转化率为____,Kp=____(Mpa)2 。理论上近似水碳比为____,氢气的物质的量分数将达到最大。
(2)①将甲烷水蒸气重整和甲烷氧化重整两种方法结合,理论上按照空气、甲烷、水蒸气约15:7:1体积比进料(空气中氧气体积分数约为0.2),可以实现反应器中能量自给(不需要补充热量)。
甲烷氧化重整制氢:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △H2=____kJ•mol-1
②实际生产中,空气、甲烷、水蒸气按照约1:1:2体积比进料,增加水蒸气的作用是____,还能发生____(用化学方程式表示)反应,从而获得更多的氢气。
(3)甲烷水蒸气重整过程中,温度1000K,原料气以57.6Kg•h-1通入容积为1L镍基催化反应器中,2-5s甲烷质量分数由7.32%变为5.32%,用甲烷表示2-5s的反应速率为____mol•min-1 ,随着反应的进行反应速率会急速下降,可能的原因是甲烷等高温不稳定,造成____。有人提出将甲烷水蒸气重整和甲烷氧化重整两种方法结合则能解决这个问题,原因是____。
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