岩征仪器二氧化碳加氢反应固定床

应用案例与挑战

1. 典型应用

• 甲烷化（SNG 生产）：

• 示范项目：如冰岛的 Carbfix 项目，将 CO₂注入地下与玄武岩反应，同时通过固定床反应器合成甲烷。

• 甲醇合成：

• 工业试验：德国巴斯夫（BASF）开发的 CO₂加氢制甲醇工艺，采用固定床反应器，催化剂为 Cu-ZnO-ZrO₂。

• 绿色燃料生产：

• 与可再生能源制氢（如电解水）结合，实现 “绿氢 + CO₂” 合成零碳燃料（如甲醇、烃类）。

2. 关键挑战

• 热力学平衡限制：低温有利于放热反应平衡，但催化剂活性不足；高温则降低平衡转化率，需通过催化剂设计突破（如动力学控制）。

• 水管理：反应生成的水可能稀释反应物浓度、导致催化剂失活，需配套脱水装置（如冷凝分离）。

• 催化剂寿命：长期运行中，金属烧结、积碳或 CO₂/ 水汽腐蚀可能导致活性下降，需定期再生或更换。

五、与其他反应器的对比

六、发展趋势

1. 催化剂创新：

• 开发双功能或多功能催化剂，实现 CO₂加氢一步合成复杂产物（如长链烯烃）。

• 纳米催化剂（如单原子催化）提高活性位点利用率。

2. 反应器集成：

• 与膜分离、热回收系统结合，构建高效节能流程（如反应 - 分离一体化）。

3. 低碳工艺：

• 利用太阳能、风能等可再生能源提供反应热和氢能，实现全流程碳中和。