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文献综述
1.1背景及意义能源是人类社会发展的基础和动力,随着化石资源日益枯竭,各国积极推进新型能源的开发与利用。
太阳能作为世界上最丰富的清洁能源,受到了人们的青睐[1]。
但是太阳能具有的能量密度低、稳定性差和间歇性的特点制约其有效利用,经研究发现将太阳能储存在太阳能热化学燃料中是一种良好的解决方法:太阳能热化学过程利用太阳光作为吸热反应的能源,通过反应过程将太阳能储存在反应产物中,以达到将低品位太阳能转化为高品位化学能的目的。
该方法具有能量转换效率高、存储和运输方便等优点[2]。
甲烷二氧化碳重整反应(DRM)将温室气体(二氧化碳、甲烷)转化为合成气,可以实现甲烷的合理转化和二氧化碳资源化利用,有效改善环境问题。
DRM作为强吸热反应,会消耗大量能源,若将太阳能引入热催化DRM体系,实现光热协同催化,实现可再生能源规模化利用和节能减排双重作用,具有非常广阔的应用前景[3]。
DRM反应多使用颗粒型催化剂,由于颗粒的松散堆积和流体运动随机性,会导致催化剂利用效率低下,拉低反应速率;同时固定床反应器内部温度梯度过大,引起热点和飞温等问题。
若减小催化剂颗粒粒径,固然会提高反应活性和选择性,但也会带来流体压降过大的问题,显然粒径与压降的矛盾并不容易协调[4]。
为了顺应化学工业的发展趋势并有效克服常规反应器的缺陷,研究人员将目光转向了催化吸收体。
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