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二甲醚(DME)是具有中国能源资源特点的优良车用替代燃料,二甲醚与氢气混合燃烧,并结合大比例的EGR技术,可有效改善二甲醚发动机的性能,并同时大幅度降低发动机的废气排放。在国家自然基金(NSFC)的资助下(资助号50676056),本文研究了二甲醚水蒸气催化重整制氢反应,为车载二甲醚燃料重整制氢提供氢源。首先,设计并搭建了燃料催化重整用试验台架,使用气相色谱仪进行结果测试,并利用标准气对测试系统进行了标定。结果表明,该测试系统对DME、H2、CO等具有良好的重复性与测试精度。在试验台上进行了二甲醚水蒸气催化重整反应的试验研究。选取硅铝比为38%的HZSM-5分子筛作为二甲醚脱水催化剂主催化剂,添加不同比例的Ga2O3作为助剂;并以CNZ-1作为甲醇催化重整反应催化剂,将两部分催化剂以3:7(质量比)的比例采用机械混合法制备二甲醚水蒸气催化重整反应催化剂,之后在300℃下,用10%H2/N2混合气还原3小时。考察了催化剂添加助剂与否、温度、流速等对二甲醚水蒸气催化重整制氢性能的影响。二甲醚重整制氢催化剂的配方研究结果表明,含有6%Ga2O3助剂的CNZ-1/HZSM-5双功能催化剂,其H2选择性最好,H2的最高浓度为46%,平均浓度可达35.9%。添加3% Ga2O3助剂的CNZ-1/HZSM-5双功能催化剂的二甲醚转化率最高,转化率均高于99%,平均值为99.1%。温度对二甲醚催化重整制氢影响的研究表明:使用6%Ga2O3助剂的CNZ-1/HZSM-5双功能催化剂的条件下,温度为470℃时,H2的选择性最高,为39.5%;当温度为270℃时,剩余二甲醚的浓度最小,为1.2%,此时二甲醚的转化率最大,为98.8%。反应物流速对二甲醚催化重整制氢反应影响的研究结果表明:温度为300℃,水醚比约为化学当量比3:1的条件下,当N2的流速为500ml/min,DME的流速为300ml/min时,H2的选择性最高,为31.9%。研究表明,所开发的催化剂在发动机的排气温度范围内,能有效催化重整二甲醚制取改善二甲醚发动机燃烧与排放性能所需的氢气。本研究对开发清洁高效二甲醚发动机具有重要的借鉴意义。