面向低碳化工的合成气氢碳比调控技术研究进展
顾成1
刘雨欣1
张金鹏1
荆洁颖1
李文英2
1.太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学化学与化工学院,山西太原 0300242.太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西太原 030024
摘要：合成气中氢碳物质的量比(n(H2)/n(CO))的精准调控是实现高附加值化学品高效制备的关键因素,也是煤化工及相关过程低碳转型的核心技术之一,直接决定下游化学品合成工艺的生产效率、能耗及碳排放.传统的水煤气变换反应(Water-Gas Shift reaction,WGS)作为最常用的合成气n(H2)/n(CO)调控手段,虽然工艺成熟,但受限于反应热力学平衡与催化剂稳定性等瓶颈,并且在反应过程中会不可避免地产生额外CO2.为突破传统n(H2)/n(CO)调控工艺的局限,从多元化角度阐述了合成气n(H2)/n(CO)调控策略:外源氢气引入可实现快速而精确的n(H2)/n(CO)调节,但该方案在大规模应用中仍受限于制氢成本与基础设施建设;新兴短流程催化技术(如CO2电催化、光催化)可在反应过程中直接生成具有定制化n(H2)/n(CO)的合成气,但目前该方案合成气产量与工业生产对合成气需求量不匹配;过程强化与系统耦合(如多重整耦合、吸附强化水煤气变换、膜反应器耦合、生物质气化集成吸附强化水煤气变换与逆Boudouard反应、共气化等)通过多反应协同、反应生成物原位移除、反应路径集成和原料互补等途径,实现了合成气生产与n(H2)/n(CO)调控以及能效提升与碳减排的协同.通过整体分析发现,合成气n(H2)/n(CO)调控技术正从"单元优化"向"系统集成协调优化"转变,为构建低碳化、短流程、高灵活性的绿色合成气生产加工利用平台提供支撑,并对实现"双碳"目标具有重要意义.
关键词：合成气氢碳比水煤气变换反应过程强化低碳化
分类号：TQ54(煤炭气化工业)TE665.3(石油、天然气加工工业)
资助基金：国家重点研发计划(2024YFB4206102)山西省自然科学基金资助项目(202303021221019)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-20（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 245-261 )
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