本发明专利技术提供了一种水蒸汽裂解催化剂，该水蒸汽裂解催化剂的应用以及水蒸汽裂解催化剂的制备方法。此外，本发明专利技术还提供了一种水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法。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】
【专利摘要】本专利技术提供了一种水蒸汽裂解催化剂，该水蒸汽裂解催化剂的应用以及水蒸汽裂解催化剂的制备方法。此外，本专利技术还提供了一种水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法。本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。【专利说明】
本专利技术涉及水蒸汽裂解催化剂以及水蒸汽裂解催化剂的应用和制备方法以及水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法。
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。在各种新能源的研究中，氢气以完全清洁的燃烧方式以及可以再生的优势成为研究者的首选。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14万焦耳的热量，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，许多研究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，本专利技术提供了一种廉价的裂解水蒸汽的催化剂以及廉价的水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法。本专利技术一方面提供了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、钥、钼、锰和碱金属；其中，所述铁和所述铝为各自的单质，所述钥、所述钼、所述锰和所述碱金属分别为各自的单质或化合物。本专利技术另一方面提供了 一种水蒸汽裂解催化剂在催化裂解水产生氢气中的应用。本专利技术另一方面提供了一种制备所述水蒸汽裂解催化剂的方法，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。本专利技术另一方面提供了一种水蒸汽裂解氢气直接燃烧方法，其特征在于，该方法包括从装有本专利技术提供的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。现有技术提供的裂解水的催化剂往往都是贵重金属，例如钼，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。此外，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4-75%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67 %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。【专利附图】【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】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、钥、钼、锰和碱金属；其中，所述铁和所述铝为各自的单质，所述钥、所述钼、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究结果，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。尽管所述钥、所述钼、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，所述钼为单质，所述碱金属的化合物可以为钠盐，所述钥的化合物可以为钥矿，优选为辉钥矿，更优选为精制的辉钥矿，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％,所述招为10-40重量所述钼单质为1-20重量％,所述氯化钠盐为1-15重量％，所述辉钥矿为10-30重量％，所述锰矿为10-50重量％。在另一种优选的实施方式中，所述铁为3-10重量％,所述招为15-30重量所述钼单质为1-10重量所述氯化钠盐为1-10重量％ ,所述辉钥矿为10-20重量％ ,所述猛矿为10-40重量以这种配方制备的催化剂不仅成本进一步降低，而且催化效果更好。所述水蒸汽裂解催化剂可以根据实际需要制备为现有催化剂的各种形式，例如可以为粉末状、多孔的颗粒状、多孔的块状以及负载在其它载体上。但在一种优选的实施方式中，上述水蒸汽裂解催化剂制备为多孔的颗粒状、多孔的块状，最优选为多孔的块状。本专利技术还提供一种制备上述水蒸汽裂解催化剂的方法，例如将各组分粉碎为粉末，混合均匀即可。为了制备多孔的颗粒状或多孔的块状催化剂，这除了要将各组分粉碎为粉末，混合均匀，还要用粘合剂将各组分调匀，然后在不同模具中制成多孔的不同形状。上述粘合剂不与所述催化剂各成分反应。因此，在一种优选的实施方式中，所述制备水蒸汽裂解催化剂的方法包括将所述催化剂的各组分粉碎成细粉，用不与所述催化剂各成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。所述不与所述催化剂各成分反应的粘合剂可以为已知的各种不与水反应的粘合齐U，但优选为水玻璃、糯米浆和浆糊中的一种或几种，最优选为水玻璃，为了在成型的水蒸汽裂解催化剂中获得一定的孔隙率，所述压力可以为2-8个大气压，优选为3-7个大气压，更优选为4-6个大气压。制备本专利技术所述本文档来自技高网...
【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：陈怀超，
申请(专利权)人：陈怀超，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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