本发明专利技术公开了一种水蒸汽裂解催化剂及其制备方法和水蒸汽裂解氢燃烧方法，该催化剂包括以下元素：铁、铝、钼、铂、锰和碱金属；其中，所述铁和所述铝为各自的单质，所述钼、所述铂、所述锰和所述碱金属分别为各自的单质或化合物。本发明专利技术提供的催化剂采用了大量的廉价的原料制备，因此成本低廉。此外，本发明专利技术提供的催化剂能够稳定地控制水蒸汽裂解的速度，稳定地生产氢气，有效防止爆炸事故的发生。本发明专利技术提供的水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法第一次真正实现了向水要氢能源的设想。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
能源是人类经济活动中最重要的要素。能源是自然的资源，它来自于太阳的辐射。煤、石油、天然气是远古时代存储于生物中的太阳能，它们主要是碳氢化合物。水和空气在太阳能的作用下可产生巨大的势能和动能，把这种势能和动能变为电力就可成为一切机器的动力。水力和风力可直接转化为电力，这种转化不会产生环境污染物。燃烧煤、石油、天然气放出巨大的热量，从而产生动力；然而燃烧过程却产生大量环境污染物:一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳黑颗粒物等，这些环境污染物破坏了人类的生存环境和危害人们的健康；而且这些能源是不可再生的，随着能源耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些能源将要枯竭。因此，在能源与环境问题日益突出的大背景下，寻找清洁可再生的新能源代替传统化石能源受到世界各国的关注。在各种新能源的研宄中，氢气以完全清洁的燃烧方式以及可以再生的优势成为研宄者的首选。氢气作为一种理想的新的能源，它具有以下特点:1.氢气的放热效率高，燃烧I克氢气可以放出16万焦耳的热量，约为燃烧I克汽油放热的3倍，并可以循环使用。2.氢气的原料主要是水，在I个水分子中就有2个氢原子；而占地球表面71%的为水，所以资源非常丰富。3.氢气在燃烧过程中，除释放出巨大的能量外，燃烧产物只有水，无污染排放，不会造成环境污染，因而又被称为“清洁能源”。4.氢气的重量轻、密度小、便于运送和携带，容易储藏，与难储存的电相比，优越性更为显著。5.氢气的用途极为广泛，它不但能燃烧生热，而且还可以生产各类含氢化合物，并作为吸热的工质等。氢能源虽然具有上述这么多优点，但目前，氢能源的发展由于制造氢气的价格昂贵而受到制约。传统的制氢方法为电解水制氢及高压、高温制氢，都需要消耗大量的电能和煤或天然气，消耗的能量比燃烧这种燃料所产生的能量还要多。这种费用上的不划算使它只适用于专门用途，如推进太空火箭或在航天器中维持燃料电池。因此，尽管多年来，许多研宄者都提出向水要氢能源，但是这一设想一直未能真正实现。
技术实现思路
为了克服现有技术不能廉价地利用水中氢能源的缺陷，本专利技术提供一种。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种水蒸汽裂解催化剂，其特征在于，该催化剂包括以下元素:铁、铝、钼、铂、锰和碱金属；其中，所述铁和所述铝为各自的单质，所述钼、所述铂、所述锰和所述碱金属分别为各自的单质或化合物。优选地，所述铂为单质，所述碱金属的化合物为钠盐，所述钼的化合物为辉钼矿，所述锰的化合物为锰矿。优选地，所述钠盐为氯化钠；其中，以所述水蒸汽裂解催化剂的总重量为基准，所述铁为1-15重量％，所述铝为12-42重量％，所述铂为1-17重量％，所述氯化钠盐为1_12重量％，所述辉钥矿为11-30重量％，所述猛矿为8_44重量％。优选地，所述铁为3-10重量％，所述铝为16-28重量％，所述铂为1-10重量％，所述氯化钠盐为1-10重量％，所述辉钼矿为11-18重量％，所述锰矿为17-49重量％。优选地，所述水蒸汽裂解催化剂为粉末状、多孔的颗粒状、多孔的块状。本专利技术还提供一种水蒸汽裂解催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括将所述催化剂的各组分粉碎成细粉，用不与所述水蒸汽裂解催化剂各组分反应的粘合剂将所述各组分调匀，之后在一定压力下模压成型。优选地，所述粘合剂为水玻璃、糯米浆和浆糊中的一种或几种，所述压力为2-8个大气压。本专利技术还提供一种水蒸汽裂解得到的氢气直接燃烧方法，其特征在于，该方法包括从装有所述水蒸汽裂解催化剂的耐压容器的进口引入水蒸汽，从所述耐压容器的出口引出含有裂解得到的氢气和氧气的混合气体，将该混合气体与一定量的引燃剂分别引入燃烧处或者将该混合气体与激光分别引入燃烧处点火。优选地，所述混合气体含有未裂解的所述水蒸气。优选地，将所述水蒸气引入所述耐压容器之前，关闭所述出口 ；当所述耐压容器中的压力达到第一设定压力时，关闭所述进口 ；当所述耐压容器中的压力达到第二设定压力时，打开所述出口 ；在所述燃烧处点火，然后打开所述进口。优选地，所述第一设定压力为1-4个大气压，所述第二设定压力为3-8个大气压。优选地，所述第一设定压力为2.5-4个大气压，所述第二设定压力为5-6个大气压。优选地，所述进口的口径小于所述出口的口径。优选地，所述引燃剂为甲醇、天然气、汽油或柴油。优选地，当所述引燃剂为液态时，引流所述引燃剂的管道和/或引流所述混合气体的管道装配有容纳冷却介质的护套。优选地，所述催化剂的用量为0.3-2.5公斤/小时/吨裂解的水蒸汽。优选地，所述氢气直接燃烧用于产生水蒸汽，用于裂解的所述水蒸汽为产生的所述水蒸汽的一部分。优选地，所述用于裂解的所述水蒸汽为产生的所述水蒸汽的1-10重量％。优选地，当所述引燃剂为甲醇时，所述甲醇的用量为4-10公斤/小时/吨制备的水蒸汽。本专利技术的积极进步效果在于:现有技术提供的裂解水的催化剂往往都是贵重金属，例如铂，成本昂贵。本专利技术提供的催化剂采用了大量的廉价的原料制备，成本低廉。此夕卜，本专利技术提供的催化剂能够稳定地控制水蒸汽裂解的速度，稳定地生产氢气，有效防止爆炸事故的发生。另外，由于当氢气含量为4-66%的混合物在空气中燃烧会发生爆炸，而由水分解的氢气在混合气体中的含量为约62%左右，正好处于燃烧爆炸的范围。因此，在目前，本领域还不能够实现直接燃烧由水分解的氢气的技术。本专利技术的专利技术人意外发现当水蒸气与氢气和氧气的混合气体一起引到一个火焰源中燃烧时，能够安静地、稳定地燃烧，并且提供了大量的能量。因此，本专利技术提供的水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法第一次真正实现了向水要氢能源的设想。【附图说明】图1为本专利技术水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法的示意图。【具体实施方式】下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。本专利技术提供一种水蒸汽裂解催化剂，其特征在于，该催化剂包括以下元素:铁、铝、钼、铂、锰和碱金属；其中，所述铁和所述铝为各自的单质，所述钼、所述铂、所述锰和所述碱金属分别为各自的单质或化合物。根据本专利技术的专利技术人的研宄结果，所述碱金属这一族的元素均能够实现本专利技术的目的，例如锂、钠、钾、铷、铯。但是，为了更便于工业操作，优选为钠。尽管所述钼、所述铂、所述锰和所述碱金属的单质或化合物均能够实现本专利技术的目的，但是本专利技术的专利技术人发现，这些物质中，有些是化合物制备的催化剂效果更好，有些是单质制备的催化剂的效果更好。在一种优选的实施方式中，所述铂为单质，所述碱金属的化合物可以为钠盐，所述钼的化合物可以为钼矿，优选为辉钼矿，更优选为精制的辉钼矿，所述锰的化合物为锰矿，优选为精制的锰矿。采用上述成分配制的催化剂能够有效地催化水蒸气裂解为氢气和氧气。为了进一步提高催化效果，在一种优选的实施方式中，所述钠盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的一种或几种，但更优选为氯化钠；其中，以所述水蒸汽裂解催化剂的总重量为基准，所述铁为1-15重量％，所述铝为12-35重量％，所述铂单质为1-16重量％，所述氯化钠盐为1-12重量％，所述辉钼矿为10-25重量％，所述锰矿为10-44重量％。在另一种优选的实施方式中，所述铁为3-10重量％，所述铝为15-26重量％，所述铂单质为1-10重量％，所述氯化钠盐为1-10重量％，所述辉钼矿本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水蒸汽裂解催化剂，其特征在于，该催化剂包括以下元素：铁、铝、钼、铂、锰和碱金属；其中，所述铁和所述铝为各自的单质，所述钼、所述铂、所述锰和所述碱金属分别为各自的单质或化合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙红旗，
申请(专利权)人：上海永禹环保节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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