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CO2 甲烷化的进展:催化、反应器设计和工艺优化的全面综述
Chemical Engineering Research and Design ( IF 3.7 ) Pub Date : 2023-12-02 , DOI: 10.1016/j.cherd.2023.11.060 Matteo Tommasi , Simge Naz Degerli , Gianguido Ramis , Ilenia Rossetti
可再生电力、绿色氢的生产/储存和分配以及二氧化碳减排只是净零排放世界所需的三个实践。可再生能源产量的不断增加需要开发能够储存多余可再生电力的通用技术。尽管在经济上仍然不可行,但通过电解生产氢气可以被认为是一项成熟的技术。通过电力转化学品 (PtC) 工艺,正在开发将 H 2 转化为体积密度更大的燃料的不同策略。其中,CO 2 甲烷化具有广泛的基础设施的优势,可用于分配和使用甲烷作为化学品和燃料用于热能和发电。后一种方法也称为电转气(PtG)过程。去年,这些技术一直是公共和私人研究的焦点。特别是,从厌氧消化器获得的沼气的直接甲烷化既是一个挑战,也是一个有趣的机会,因为在沼气纯化为生物甲烷时可以避免 CO 2 分离步骤。由于 CO 2 分离是一项额外成本,因此该路线可能是该工艺经济可持续性的关键。在这篇综述中,我们从反应热力学和动力学出发,重点关注甲烷化装置设计中涉及的主要方面,特别关注沼气甲烷化。随后,重点介绍了文献中报道的最有趣的催化剂,重点是镍基催化剂并考虑了反应中的支撑作用。 据报道,目前可用的不同动力学方法和有前途的反应器类型,包括不同的模拟模型,这些模型在反应器设计和放大阶段变得越来越重要。最后,最后一章包含了最有趣且与工业相关的正在进行的直接沼气甲烷化项目。
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