Tải bản đầy đủ

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DRY REFORMING CH4 TRÊN CÁC HỆ XÚC TÁC NiO-MgO/α-Al2O3 VÀ NiO/CeO2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN XUÂN LỈNH

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DRY REFORMING CH4
TRÊN CÁC HỆ XÚC TÁC NiO-MgO/α-Al2O3 VÀ NiO/CeO2

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu
Mã số: 60520330

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


NGUYỄN XUÂN LỈNH

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DRY REFORMING CH4
TRÊN CÁC HỆ XÚC TÁC NiO-MgO/α-Al2O3 VÀ NiO/CeO2

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu
Mã số: 60520330

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2019


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Linh

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI:

PHÒNG DẰU KHÍ VÀ XÚC TÁC, VIỆN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC,
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TSKH. Lưu cẩm Lộc
Chữ ký: ........................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Nguyễn Hữu Lương
Chữ ký: ........................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Nguyễn Trí
Chữ ký: ........................................................................................................................
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 18 tháng 07
năm 2019.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. Chủ tịch: PGS. TS. Phan Minh Tân
2. Phản biện 1: TS. Nguyễn Hữu Lương
3. Phản biện 2: TS. Nguyễn Trí
4. ủy viên: GS. TSKH. Lưu cẩm Lộc
5. Thư ký: TS. Phạm Hồ Mỹ Phương

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi
luận văn đã được sửa chữa (nếu có).


CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS. TS. Phan Minh Tân

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

GS.TS. Phan Thanh Sơn Nam


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Linh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Xuân Lỉnh

MSHV: 1670658

Ngày, tháng, năm sinh: 21/04/1991

Nơi sinh: Thừa Thiên Huế

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu

Mã số: 60520330

I. TÊN ĐỀ TÀI:
Động học phản ứng dry reforming CH4 trên các hệ xúc tác NiO-MgO/α-AI2O3 và NiO/CeO2.

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
- Điều chế 02 hệ xúc tác NiO-MgO/α-Al2O3 và NiO/CeO2 bằng phương pháp tẩm đồng thời theo quy
trình tối ưu đã được xác định.
- Nghiên cứu các tính chất hóa lý của các xúc tác: diện tích bề mặt riêng và kích thước lỗ xốp (BET),
thành phần pha (XRD), hình thái bề mặt xúc tác (SEM và TEM), khử theo chương trình nhiệt độ
(H2-TPR), Giải hấp phụ CO2 theo chương trình nhiệt độ (CO2-TPD).
- Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng, áp suất riêng phần của các tác chất (CH4 và CO2) và áp
suất riêng phần của các sản phẩm (CO và H2) đến tốc độ phản ứng dry reforming CH4 trên 02 hệ
xúc tác NiO-MgO/α-AI2O3 và NiO/CeO2.
- Sử dụng công cụ solver trong phần mềm Excel để tính toán và đề xuất phương trình động học phản
ứng dry reforming CH4 trên 02 hệ xúc tác Ni-MgO/α-AỈ2O3 và NiO/CeO2 bằng phương pháp bình
phương cực tiểu.
- Làm sáng tỏ ảnh hưởng của chất mang đến quy luật động học phản ứng dry reforming CH4 trên 02
hệ xúc tác Ni-MgO/α-Al2O3 và NiO/CeO2.

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/08/2018.
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/06/2019.
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TSKH. Lưu cẩm Lộc
Tp.HCM, ngày 09 tháng 06 năm 2019

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

i


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Linh

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi gửi lời biết ơn chân thành đến GS. TSKH Lưu Cẩm Lộc, người Thầy đã tận tình
hướng dẫn, hỗ trợ và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập và thực hiện
luận văn.
Tôi chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô và các anh chị phòng Dầu khí - Xúc tác và phòng Quá trình
và Thiết bị, Viện Công nghệ Hóa học đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện và hoàn thành luận
văn.
Tôi chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô Bộ môn Chế biến Dầu khí, Khoa Kỹ thuật Hóa học, Trường
Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM đã truyền đạt và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong thời
gian học tập tại trường.
Tôi chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô trong Hội đồng chấm luận văn đã dành thời gian đọc và đưa
ra các nhận xét hữu ích giúp tôi hoàn thiện hơn luận văn này.
Sau cùng là lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè, những người đã luôn giúp đỡ và hỗ trợ
tôi trong học tập và cuộc sống.
Trân trọng.

Nguyễn Xuân Lỉnh

ii


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong khuôn khổ luận văn này, nhằm làm sáng tỏ đặc điểm qui luật động học của phản ứng
reforming khô CH4 trên các hệ xúc tác NiO khác nhau, hai hệ xúc tác 10 %kl NiO/CeO2 có hình
thái nanorods (10%NiO/CeO2) và xúc tác 20%(lNiO:2MgO)/a- AI2O3 đuợc điều chế bằng phuơng
pháp tẩm. Các tính chất lý hóa của các hệ xúc tác sau khi điều chế đuợc nghiên cứu thành phần pha
bằng phuơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD), hình thái bề mặt của xúc tác (SEM và TEM), diện tích
bề mặt riêng, đuờng kính và thể tích lỗ xốp bằng phuơng pháp hấp phụ N2 (BET), tính oxy hóa
khử bằng phuơng pháp khử H2 theo chuơng trình nhiệt độ (H2-TPR) và tính chất hấp phụ CO2
bằng phuơng pháp hấp phụ và giải hấp CO2 theo chuơng trình nhiệt độ (CO2-TPD). Kết quả nghiên
cứu tính chất lý hóa của các xúc tác cho thấy việc biến tính MgO trên xúc tác NiO/a- AI2O3 làm
tăng tính khử của xúc tác, giúp pha hoạt động phân tán tốt, giảm kích thuớc tinh thể, do đó làm
tăng hoạt tính của xúc tác trong phản ứng reforming khô. Chất mang CeŨ2 dạng nanorods phân
tán tốt pha hoạt tính NiO nhờ sụ tuơng tác mạnh giữa pha hoạt động oxide kim loại NiO và chất
mang CeŨ2.
Động học phản ứng đuợc nghiên cứu trên hệ phản ứng dòng vi luợng tuần hoàn không
gradient thông qua việc khảo sát ảnh huờng của nhiệt độ phản ứng (600 - 750 °C), áp suất riêng
phần của các tác chất (15-30 hPa) và sản phẩm (0-15 hPa) đến tốc độ phản ứng đã đuợc thục hiện.
Để xác định bậc phản ứng và những hằng số động học, phuomg pháp bình phuomg cục tiểu và
công cụ solver trong phần mềm microsoft excel đã đuợc sử dụng để tính toán các dữ liệu thục
nghiệm.
Phuơng trình động học phản ứng reforming khô methane trên hai hệ xúc tác Ni-MgO/αAl2O3 và NiO/CeO2 có dạng nhu nhau:

111


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

Phương trình động học phản ứng reforming khô có được cho thấy phản ứng diễn ra ở vùng
che phủ trung bình.

IV


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

ABSTRACT
In this thesis, to clarify the kinetic characteristics of CH4 dry reforming reaction on different
NiO catalysts, 10 wt.% NiO supported on CeO2 nanorods and 20%(lNiO:2MgO)/a-A12O3
catalysts were prepared by co-impregnation method. Physico-chemical characteristics of the
catalyst were determined by the methods of X- ray powder diffraction (XRD), transmission
electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), Brunauer-Emmett-Teller
nitrogen physisorption measurements (BET), temperature programed reduction (H2-TPR) and
temperature programed desorotion (CO2-TPD). The results demonstrated that the modification of
NiO/a-AI2O3 catalyst by MgO led to enhancing the reductivity of NiO, highly dispersive
performance as well as reducing nanoparticle size. Thus, to improve significantly catalyst activity
in dry reforming. The dispersive performance of NiO species was significantly enhanced on the
morphology of CeO2 nanorods because there is the strong interaction between NiO active phase
and CeO2.
Kinetics of dry reforming of methane was investigated in non-gradient cữculating microflow reaction system via the influences of temperature (600 - 750 °C), partial pressure of reactants
(15-30 hPa) and products (0-15 hPa) onto the reaction rate was carried out. To determine the
reaction order and the values of kinetic constants, the leastsquares optimization and the solver tool
in microsoft excel were used to calculate the experimental data.
The kinetic equation of the dry reforming of methane on two catalysts was writed as below:
p2 p2
V p p (1- _____________ CQ~ H2 _______ \
K r

l- ClI,-rCO,41

?

^Eq -rCH4 -rco2

_

l+k2.PCH + k3.PCo2 + k6.PCH4.PCo2
The kinetic equation of the dry reforming of methane illustrated that the reaction occurs in
the region of medium coverage.

5


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các
kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào.

Tp.HCM, ngày 10 tháng 06 năm 2019.

Nguyễn Xuân Lỉnh

6


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ........................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................................ ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................................... iii
ABSTRACT ................................................................................................................................. V
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................................... vi
MỤC LỤC ................................................................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................................... xi
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................................. xiv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................... xvii
CHUƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
CHUƠNG 2: TÔNG QUAN.......................................................................................................... 4
2.1. TÔNG QUAN VỀ CH4, CƠ2 VÀ KHÍ TÔNG HỢP ..................................................... 4
2.1.1.

Carbon dioxide (CO2) ............................................................................................ 4

2.1.2.

Methane (CH4) ....................................................................................................... 5

2.1.3. Khí tổng hợp (CO và Ha) ....................................................................................... 6
2.2. PHẢN ÚNG REFORMING CH4 BẢNG CO2 .............................................................. 7
2.2.1.

Nhiệt động học của phản ứng reforming CH4 bang CO2..................................... 7

2.2.2.

Xúc tác cho phản ứng reforming CH4 bang CO2................................................. 10

2.2.3.

Xúc tác reforming CH4 bằng CO2 trên cơ sở Ni.................................................. 11

2.2.3.1. Ảnh hưởng của chất mang .............................................................................. 12
2.2.3.2.

Ảnh hưởng của chất cải tiến ......................................................................... 16

2.3. CƠ CHẾ PHẢN ÚNG REFORMING CH4 BẢNG CO2 ............................................ 20
2.4. CÁC MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC CHO PHẢN ÚNG DRY REFORMING CH4..23
2.4.1.

Mô hình động học dạng mũ (Power Law): ........................................................... 23

viii


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

2.4.2.

Mô hình Eley-Rideal (ER) .................................................................................... 24

2.4.3.

Mô hình Langmuir Hinshelwood-Hougen Watson (LHHW) ............................... 27

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ...................................................................... 33
3.1. ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC ................................................................................................. 33
3.1.1.

Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ................................................................................ 33

3.1.2.

Quy trình điều chế xúc tác NiO-MgO/a-A12Ơ3.................................................. 33

3.1.3.

Quy trình điều chế xúc tác NiO/CeƠ2 ................................................................. 35

3.1.3.1. Quy trình điều chế chất mang CeƠ2 ............................................................. 35
3.1.3.2. Quy trình điều chế xúc tác NiO/CeƠ2........................................................... 36
3.2. ĐẤNH GIÁ CÁC TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG LÝ HÓA CỦA XÚC TÁC ....38
3.2.1.

Phuơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ...................................................................... 39

3.2.2.

Hình thái bề mặt mặt xúc tác (TEM và SEM) ...................................................... 41

3.2.3.

Xác định bề mặt riêng của xúc tác bằng phuơng pháp hấp phụ BET .................. 43

3.2.4.

Phuơng pháp khử hydro theo chuơng trình nhiệt độ (H2-TPR) ........................... 45

3.2.5.

Xác định độ bazơ của xúc tác ............................................................................... 47

3.3. ĐỘNG HỌC PHẢN ÚNG DRY REFORMING CH4 ................................................. 48
3.3.1.

Sơ đồ hệ thống dòng vi luợng tuần hoàn .............................................................. 48

3.3.2.

Tiến hành phản ứng .............................................................................................. 50

3.3.3.

Khảo sát sụ phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nhiệt độ, tác chất và sản phẩm

đến phản ứng reforming khô .............................................................................................. 51
3.3.3.1. Thí nghiệm chuẩn .......................................................................................... 51
3.3.3.2. Khảo sát sụ phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nhiệt độ phản ứng .................... 52
3.3.3.3.

Khảo sát sụ phụ thuộc tốc độ phản ứng vào áp suất riêng phần CH4 .52

3.3.3.4.

Khảo sát sụ phụ thuộc tốc độ phản ứng vào áp suất riêng phần CƠ2 .53

viii


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

3.3.3.5.

Khảo sát sự phụ thuộc tốc độ phản ứng vào áp suất riêng phần co...54

3.3.3.6.

Khảo sát sự phụ thuộc tốc độ phản ứng vào áp suất riêng phần H2 ....56

3.3.4.

Phân tích hỗn hợp khí và xác định nồng độ CO2 ................................................ 57

3.3.4.1.

Phân tích hỗn hợp khí ................................................................................... 57

3.3.4.2. Xác định nồng độ CO2 .................................................................................. 59
3.3.5.

Xử lý kết quả......................................................................................................... 59

3.3.5.1 Độ chuyển hóa x% của CH4, CO2 tại từng thời điểm ..................................... 59
3.3.5.2.

Tốc độ phản ứng xác định bằng thực nghiêm............................................... 59

3.3.5.3. Tính sai số...................................................................................................... 60
3.3.5.4. Xác định năng lượng hoạt hóa, hằng số động học ......................................... 60
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................................................. 62
4.1. CÁC TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA xúc TÁC NiO/CeƠ2 VÀ NiO-MgO/a-AI2O3
..................................................................................................................................... 62
4.1.1.

Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) .................................................................................... 62

4.1.2.

Diện tích bề mặt riêng của xúc tác ........................................................................ 64

4.1.3.

Kết quả khử hydro theo chương trình nhiệt độ (H2-TPR) .................................... 65

4.1.4.

Kết quả hấp phụ và giải hấp CƠ2 (CƠ2-TPD) .................................................... 67

4.1.5.

Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) .................................................................. 68

4.1.6. Ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .......................................................... 70
4.2. ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DRY REFORMING METHANE TRÊN HỆ XÚC
TÁC NiO/CeO2 ...................................................................................................................... 71
4.2.1.

Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng ............................................................. 72

4.2.2.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần CH4 đến tốc độ phản ứng ............................. 75

4.2.3.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần CƠ2 đến tốc độ phản ứng ............................. 77

4.2.4.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần co đến tốc độ phản ứng ................................. 78

4.2.5.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần H2 đến tốc độ phản ứng ............................... 82
IX


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

4.3. ĐỘNG HỌC PHẢN ÚNG DRY REFORMING METHANE TRÊN HỆ xúc
TÁC NiO-MgO/a-AhOa ......................................................................................................... 85
4.3.1.

Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng ....................................................................... 85

4.3.2.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần CH4 đến tốc độ phản ứng ............................. 90

4.3.3.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần CO2 đến tốc độ phản ứng ............................. 92

4.3.4.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần co đến tốc độ phản ứng ................................. 93

4.3.5.

Ảnh hưởng của áp suất riêng phần H2 đến tốc độ phản ứng ................................ 96

4.4. PHUONG TRÌNH ĐỘNG HỌC PHẢN ÚNG ........................................................... 100
CHUÔNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 104
5.1. KẾT LUẬN ................................................................................................................ 104
5.2. KIẾN NGHỊ ................................................................................................................ 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 106
PHỤ LỤC .................................................................................................................................. 116

X


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

DANH MỤC HÌNH


Hình 2.1: Sơ đồ ứng dụng của khí tổng hợp .................................................................................. 7
Hình 2.2. Hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong quá trình DRM theo nhiệt độ ..9
Hình 2.3. Sơ đồ cơ chế phản ứng reforming khô ......................................................................... 22
Hình 2.4. Cơ chế phản ứng mô hình ER ...................................................................................... 24
Hình 2.5. Cơ chế phản ứng mô hình LHHW ............................................................................... 27
Hình 3.1. Quy trình tổng hợp xúc tác Ni0-Mg0/a-Ah03 .............................................................. 35
Hình 3.2. Quy trình điều chế chất mang CeŨ2 thanh nano ......................................................... 36
Hình 3.3. Quy trình tổng hợp xúc tác NiO/CeO2-NR bằng phuơng pháp tẩm ............................ 38
Hình 3.4. Sơ đồ phuơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ................................................................... 39
Hình 3.5. Thiết bị XRD D2-PHASER (hãng Brucker) ................................................................ 41
Hình 3.6. Đuờng đẳng nhiệt vật lý của sụ hấp phụ khí ................................................................ 43
Hình 3.7. Thiết bị BET NOVA 2200 E của hãng Quantachrome ................................................ 45
Hình 3.8. Hệ thống phản ứng reforming CH4 ............................................................................. 49
Hình 3.9. Sơ đồ đơn giản của máy sắc ký khí .............................................................................. 57
Hình 4.1. Giản đồ XRD của xúc tác NiO/CeO2 .......................................................................... 62
Hình 4.2. Giản đồ XRD của xúc tác NiO-MgO/a-AhO3 ............................................................. 62
Hình 4.3. Giản đồ H2-TPR của xúc tác NiO/CeO2 ..................................................................... 65
Hình 4.4. Phổ H2-TPR của xúc tác NiO-MgO/a-AbO3 .............................................................. 66
Hình 4.5. Giản đồ CO2-TPD của xúc tác NiO/CeO2 .................................................................. 68
Hình 4.6. Anh SEM của mẫu chất mang CeƠ2 (a) và xúc tác NiO/CeO2 (b) ............................. 68
Hình 4.7. Anh SEM của xúc tác NiO/a-AbO3 (a) và NiO-MgO/a-AỈ2O3 (b) ............................ 69
Hình 4.8. Anh TEM của mẫu xúc tác NiO/CeO2 ........................................................................ 70
Hình 4.9. Anh TEM của xúc tác NiO/a-AbO3 (a) và NiO-MgO/a-AhO3 ................................... 70

11


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

Hình 4.10. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 (r) vào độ chuyển hóa CH4
(X) ở các nhiệt độ phản ứng khác nhau trên xúc tác NiO/CeO2.................................................. 73
Hình 4.11. Sự phụ thuộc logarit tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào đại lượng nghịch
đảo nhiệt độ phản ứng (1T) trên xúc tác NiO/CeO2 tại độ chuyển hóa XCIỈ4 = 0,5. ................... 74
Hình 4.12. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 (r) vào áp suất riêng
phần CH4 trên xúc tác NiO/CeO2 ............................................................................................... 76
(PCO2=15 hPa, PH2 = 50 hPa, Pco = 45 hPa, T = 700 °C)........................................................... 76
Hình 4.13. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào áp suất riêng
phần CO2 trên xúc tác NiO/CeO2 ............................................................................................... 77
(PCH4=13 hPa, PH2 = 90 hPa, Pco = 56 hPa, T = 700 °C)........................................................... 77
Hình 4.14. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 (r) vào độ chuyển hóa CH4
(X) của xúc tác NiO/CeO2 ở áp suất riêng phần ban đầu của co khác nhau.80
Hình 4.15. Sự phụ thuộc giá trị nghịch đảo tốc độ phản ứng (1/r) reforming CH4 bằng
CO2 vào áp suất riêng phần co (Pco) trên xúc tác NiO/CeO2 ..................................................... 81
Hình 4.16. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào độ chuyển hóa
CH4 của xúc tác NiO/CeO2 ở áp suất riêng phần ban đầu của H2 khác nhau ........................... 83
Hình 4.17. Sự phụ thuộc giá trị nghịc đảo tốc độ phản ứng (1/r) reforming CH4 bằng
CO2 vào áp suất riêng phần H2 trên xúc tác NiO/CeO2 ............................................................. 84
Hình 4.18. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming khô (r) vào độ chuyển hóa CH4 (X) ở các nhiệt
độ phản ứng khác nhau trên xúc tác NiO-MgO/a-AbO3 ............................................................. 87
Hình 4.19. Sự phụ thuộc logarit tốc độ phản ứng reforming khô (lgr) vào đại lượng
nghịch đảo nhiệt độ phản ứng (

) trên xúc tác Ni-Mg/Al .................................................... 89

Hình 4.20. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bang CO2 (r) vào áp suất riêng
phần CH4 trên xúc tác NiO-MgO/a-A12O3 ................................................................................ 91
(Pco2=15hPa, PH2 = 50 hPa, Pco = 47 hPa, T = 700 °C)91 Hình 4.21. Sự phụ thuộc tốc độ phản
ứng reforming CH4 bằng CO2 vào áp suất riêng
phần CO2 trên xúc tác NiO-MgO/a-AÍ2O3 ................................................................................. 92

xiii


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

(PCH4=13 hPa, PH2 = 75 hPa, Pco = 50 hPa, T = 700 °C).......................................................... 92
Hình 4.22. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming khô (r) vào độ chuyển hóa CH4 (X)
trên xúc tác NiO-MgO/a-AhCh ở áp suất riêng phần ban đầu của co khác nhau ....................... 94
Hình 4.23. Sự phụ thuộc giá trị nghịch đảo tốc độ phản ứng (1/r) reforming khô vào áp
suất riêng phần co (Pco ) trên xúc tác Ni-Mg/Al tại XCIỈ4 = 0,5 .................................................... 95
Hình 4.24. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming khô trên xúc tác NiO-MgO/a-AhO3
ở các áp suất riêng phần ban đầu của H2 khác nhau .................................................................... 98
Hình 4.25. Sự phụ thuộc giá trị nghịch đảo tốc độ phản ứng (1/r) reforming vào áp suất
riêng phần H2 (PH,) trên xúc tác Ni-Mg/Al tại XCIỈ4 = 0,5 ........................................................... 99

xiii


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

DANH MỤC BẢNG


Bảng 3.1. Thành phần các tiền chất dùng để điều chế xúc tác ..................................................... 33
Bảng 3.2. Thành phần khối lượng các tiền chất dùng để điều chế 5 gam xúc tác ......................34
Bảng 3.3. Lượng xúc tác, thời gian và nhiệt độ hoạt hóa các xúc tác .........................................51
Bảng 3.4. Lưu lượng dòng khí thành phần để khảo sát sự phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nhiệt độ
phản ứng....................................................................................................................................... 52
Bảng 3.5. Lưu lượng các dòng khí thành phần để khảo sát sự phụ thộc tốc độ phản ứng vào áp suất
riêng phần CH4 ............................................................................................................................ 53
Bảng 3.6. Lưu lượng các dòng khí thành phần để khảo sát sự phụ thộc tốc độ phản ứng vào áp suất
riêng phần CO2 ............................................................................................................................ 54
Bảng 3.7. Lưu lượng các dòng khí thành phần để khảo sát sự phụ thộc tốc độ phản ứng vào áp suất
riêng phần co ................................................................................................................................ 55
Bảng 3.8. Lưu lượng các dòng khí thành phần để khảo sát sự phụ thộc tốc độ phản ứng vào áp suất
riêng phần H2............................................................................................................................... 56
Bảng 4.1. Diện tích bề mặt riêng, đường kính lỗ xốp và thể tích lỗ xốp của xúc tác Ni/Ce02 và Ni0Mg0/a-Ah03 ................................................................................................................................. 64
Bảng 4.2. Tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 trên xúc tác Ni0/Ce02 ở các nhiệt độ phản
ứng khác nhau 600-750 °C .......................................................................................................... 72
Bảng 4.3. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bang CO2 (r) vào nhiệt độ phản ứng (T)
trên xúc tác NiO/CeO2 tại độ chuyển hóa XCIJ4 = 0,5 ................................................................. 74
Bảng 4.4. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bang CO2 (r) vào áp suất riêng phần CH4
(PCO2=15 hPa, PH2 = 50 hPa, Pco = 45 hPa, T = 700 °C) trên xúc tác Ni/CeO2
..................................................................................................................................................... 75
Bảng 4.5. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bang CO2 vào áp suất riêng
phần CO2 trên xúc tác NiO/CeO2 ............................................................................................... 77
(PCH4=13 hPa, PH2 = 90 hPa, Pco = 56 hPa, T = 700 °C) ......................................................... 77
Bảng 4.6. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào áp suất riêng phần CO trên

XIV


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

xúc tác NiO/CeO2 .........................................................................................................................78
Bảng 4.7. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào áp suất riêng phần CO trên
xúc tác NiO/CeO2 .........................................................................................................................80
Bảng 4.8. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào áp suất riêng phần H2 trên
xúc tác NiO/CeO2 .........................................................................................................................82
Bảng 4.9. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào áp suất riêng phần H2 trên
xúc tác NiO/CeO2 .........................................................................................................................84
Bảng 4.10. Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming khô trên xúc tác Ni-Mg/Al
ở các nhiệt độ phản ứng khác nhau ...............................................................................................85
Bảng 4.11. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming khô (r) vào nhiệt độ phản ứng (T) trên xúc tác
Ni-Mg/Al (PCH4 =15 hPa; PCO2 = 12,36 hPa; Pco = 30 hPa; PJỊ2 = 30 hPa) 89
Bảng 4.12. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 (r) vào áp suất riêng phần
CH4 (Pco2=15hPa, PH2 = 50 hPa, Pco = 47 hPa, T = 700 °C) trên xúc tác NiMg/Al
...................................................................................................................................................... 90
Bảng 4.13. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming CH4 bằng CO2 vào áp suất riêng phần CO2
trên xúc tác NiO-MgO/a-AỈ2O3 ...................................................................................................92
(PCH4=13 hPa, PH2 = 75 hPa, Pco = 50 hPa, T = 700 °C)............................................................92
Bảng 4.14. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất riêng phần co đến tốc độ phản ứng trong
phản ứng DRM trên hệ xúc tác NiO-MgO/a-AbO3......................................................................93
Bảng 4.15. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming khô (r) vào áp suất riêng phần co trên xúc tác
Ni-Mg/Al tại X(:H) = 0,5 ................................................................................................................95
Bảng 4.16. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất riêng phần H2 đến tốc độ phản ứng trong
phản ứng DRM trên hệ xúc tác NiO-MgO/a-AhO3......................................................................96
Bảng 4.17. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng reforming khô trên xúc tác NiO-MgO/a-A12O3 ở các áp
suất riêng phần ban đầu của H2 khác nhau tại XCI14 = 0,5 ............................................................98
Bảng 4.18. Hằng số cân bằng phản ứng DRM theo nhiệt độ .....................................................101

XV


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

Bảng 2.19. Giá trị các hằng số của phương trình động học (4.3) của phản ứng DRM
.................................................................................................................................................. 102

XVI


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change - ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu
MTBE Methyl tert butyl ether
F-T Fischer - Tropch
SRM Steam reforming - phản ứng reforming hơi nước
DRM Dry reforming - phản ứng reforming khô
POM Partial Oxidation of Methane - Phản ứng oxi hóa một phần methane
RWGS Reverse Water-Gas Shift - phản ứng Water Gas shift ngược
GTL Gas To Liquids - công nghệ khí hóa lỏng
GC Gas Chromatography - sắc ký khí
XRD X-Ray Diffraction - nhiễu xạ tia X
TPR Temperature Programmed Reduction - khử theo chương trình nhiệt độ
TPD Temperature Programmed Desorption - phương pháp hấp phụ theo chương trình nhiệt độ
BET Brunauer - Emmett - Teller - diện tích bề mặt riêng
TEM Transmission Electron Microscopy - kính hiển vi điện tử truyền qua
SEM Scanning Electron Microscopy - kính hiển vi điện tử quét
FID Flame Ionization Detector - đầu dò ion hóa ngọn lửa
TCD Thermal Conductivity Detector - đầu dò dẫn nhiệt

osc Oxygen Storage/transport Capacity - lưu trữ và vận chuyển oxy
SMSI Strong Metal Support Interaction - tương tác kim loại mạnh

17


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU
Trong các thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp và sự gia tăng dân số
một cách nhanh chóng, nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng cao. Trong đó, các nguồn năng
lượng hóa thạch bao gồm than đá, dầu mỏ và khí đốt vẫn là nguồn cung cấp chính cho các hoạt
động sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải và đời sống hằng ngày. Việc sử dụng nguồn năng
lượng này ngày càng gia tăng dẫn đến làm tăng lượng phát thải CO2 vào khí quyển, một trong
những nguyên nhân chủ yếu gây nên hiệu ứng nhà kính. Phản ứng reforming CH4 là một trong
những phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay để sản xuất khí tổng hợp. Trong đó, phản ứng
reforming CH4 bằng CO2 hiện đang được thu hút nhiều sự quan tâm từ các nhà khoa học, nhờ việc
sử dụng nguồn khí thiên nhiên (với thành phần chủ yếu là CH4) giàu CO2 làm nguyên liệu chuyển
đổi thành nguồn khí tổng hợp có giá trị kinh tế cao. Công nghệ dry reforming methane (DRM) là
công nghệ không quá phức tạp, có chi phí vận hành thấp và giải pháp thân thiện với môi trường.
Tuy nhiên, quá trình này vẫn còn tồn tại một số hạn chế nhất định như phản ứng diễn ra ở nhiệt độ
cao và sự hình thành cốc trên bề mặt xúc tác dẫn đến hoạt tính xúc tác giảm nhanh trong quá trình
phản ứng.
Các hệ xúc tác kim loại quý (Rh, Pd, Ru, Pt, ...) được đánh giá là có khả năng kháng cốc,
hoạt tính và độ ổn định cao. Tuy nhiên, các hệ xúc tác này có giá thành cao cũng như trữ lượng
thấp nên việc ứng dụng của các hệ xúc tác kim loại quý trong quy mô công nghiệp còn hạn chế.
Trong khi đó, các kim loại chuyển tiếp như Ni, Fe, Co, ... được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng
nhiều hơn do có giá thành thấp và có trữ lượng dồi dào. Các nghiên cứu gần đây cho thấy xúc tác
reforming CH4 bằng CO2 dựa trên kim loại Ni đang được quan tâm do xúc tác dựa trên Ni có hoạt
tính và độ chọn lọc cao, giá thành thấp hơn so với các xúc tác kim loại quý. Tuy nhiên, việc sử
dụng xúc tác dựa trên Ni trong phản ứng dry reforming methane thường kèm theo quá trình tạo cốc
và sự thiêu kết các tinh thể Ni, dẫn đến làm mất hoạt tính xúc tác. Để giải quyết vấn đề này, việc
nghiên cứu tối ưu điều kiện phản ứng, phương pháp điều chế xúc tác, các chất mang, phụ gia, biến
tính Ni với các kim loại khác cần được quan tâm. Trong đó, xúc tác NiO trên chất mang CeƠ2 và
biến tính MgO trên xúc tác NiO/a-AbCh được quan tâm nghiên cứu, cho thấy khả năng nổi trội
trong việc phân tán tốt pha kim loại hoạt động


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

trên bề mặt chất mang và giảm khả năng hình thành cặn carbon trên bề mặt xúc tác. Theo các
nghiên cứu trước đây tại Viện Công nghệ Hóa học, xúc tác Ni/a-Ah03 được biến tính MgO đã cho
thấy có hoạt tính cao và khả năng kháng cốc hiệu quả trong phản ứng dry reforming CH4 trong
vùng nhiệt độ phản ứng thấp (600 - 750 °C) nhờ vào sự hình thành các spinel và sự tương tác mạnh
giữa chất mang và pha hoạt động. Nghiên cứu đã xác định xúc tác có thành phần tối ưu 10%NÍO
+ 10%MgO/a-AhO3. Trong khi đó, xúc tác NiO/CeO2 đã được nghiên cứu cho thấy, với hàm lượng
NiO 10 %kl mang trên chất mang CeCh dạng nanorods thể hiện hoạt tính cao và khả năng kháng
cốc hiệu quả trong phản ứng dry reforming CH4 ở vùng nhiệt độ phản ứng thấp do chất mang CeŨ2
có khả năng lưu trữ và cung cấp một lượng lớn oxy mạng, giúp oxy hóa cốc giảm sự hình thành
cặn carbon trên bề mặt xúc tác, đồng thời hình thành tương tác mạnh với pha kim loại hoạt động
ngăn chặn quá trình thiêu kết tâm kim loại hoạt động ở nhiệt độ cao. Qua đó thấy được tiềm năng
ứng dụng trong quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, nghiên cứu động học của phản ứng dry reforming
methane trên các hệ xúc tác dựa trên Ni vẫn chưa được tiến hành đầy đủ để xây dựng mô hình động
học. Kế thừa các nghiên cứu trước đây, đề tài này tiến hành nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của
nhiệt độ, tác chất (CO2 và CH4) và sản phẩm (CO và H2) đến tốc độ phản ứng reforming CH4
bằng CO2 trên hai hệ xúc tác NiO/CeO2 và NiO-MgO/a-AỈ2O3 để từ đó có thể đưa ra mô hình
động học cho phản ứng dry reforming CH4. Đề tài tập trung vào nghiên cứu các mục tiêu sau:
(1) Đề xuất được phương trình động học phản ứng dry reforming CH4 trên hai hệ xúc tác
NiO/CeO2 và NiO-MgO/a-AhO3.
(2) Làm sáng tỏ ảnh hưởng của chất mang đến quy luật động học phản ứng dry reforming
CH4 trên hai hệ xúc tác NiO/CeO2 và NiO-MgO/a-AbO3.
Để đạt được các mục tiêu trên, các nội dung nghiên cứu của đề tài được đưa ra cụ thể như
sau:
(1) Điều chế hai hệ xúc tác NiO/CeO2 và NiO-MgO/a-AhO3 bằng phương pháp tẩm.
(2) Nghiên cứu các đặc trưng lý hóa của các xúc tác: BET, XRD, SEM, TEM, H2 -TPR,
C02-TPD.
(3) Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng, áp suất riêng phần của các tác chất (CH4 và
CO2) và áp suất riêng phần của các sản phẩm (CO và H2) đến tốc độ phản ứng reforming
CH4 bằng CO2 trên hai hệ xúc tác đã điều chế.
(4) Sử dụng công cụ Solver trong phần mềm Excel để tính toán và đề xuất phương trình động
2


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

học phản ứng bằng phương pháp bình phương cực tiểu.
Luận văn này được thực hiện tại Phòng Dầu khí - Xúc tác, Viện Công nghệ Hóa học, Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 01 Mạc Đĩnh Chi, Ql, Tp.HCM và được tài trợ bởi
Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.05-2016.01.

3


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. TỔNG QUAN VỀ CH4, CƠ2 VÀ KHÍ TỔNG HỢP
Việc tiêu thụ các nhiên liệu ngày càng gia tăng nhu hiện nay, đặc biệt là các nhiên liệu hóa
thạch nhu dầu mỏ, than đá và khí thiên nhiên đã thải vào khí quyển hàng triệu tấn khí thải, điển
hình nhu CO2, CH4, NOx, SOx, ... Các khí thải nhà kính này là nguyên nhân chính gây ra hiện
tuợng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Trong đó, CO2 và CH4 là hai khí nhà kính đuợc phát
thải nhiều nhất, luợng phát thải hai loại khí này tăng nhanh theo từng năm. Chính vì lẽ đó, nhiệt độ
vỏ trái đất không ngừng gia tăng và đã dẫn đến khí hậu ngày càng diễn biến phức tạp gây ảnh huởng
nghiêm trọng đến đời sống của nhân loại. Vì vậy, việc tìm ra các phuơng pháp để giảm thiểu đến
mức thấp nhất các khí nhà kính này là yêu cầu cần thiết [1].

2.1.1. Carbon dioxide (CO2)
Carbondioxide (CO2) là khí gây ra hiệu ứng nhà kính chủ yếu do nó chiếm tỷ lệ lớn hơn so
với các khí gây hiệu ứng nhà kính khác trong khí quyển. Nồng độ CO2 đã tăng lên đáng kể (khoảng
280 ppm) so với thời kỳ tiền công nghiệp. Trong năm 2016, nồng độ CO2 trung bình (403 ppm)
cao hơn khoảng 40 % so với giữa những năm 1800, với mức tăng trung bình 2 ppm/năm trong 10
năm qua [2].
Công nghiệp năng luợng là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn hiện nay.
Khoảng 95 % các khí phát thải từ ngành công nghiệp năng luợng là CO2, còn lại là CH4 và NOx.
Phát thải trong công nghiệp năng luợng chia thành 3 nhóm chính: phát thải do đốt cháy nhiên liệu
hóa thạch (sản xuất và năng luợng, hoạt động giao thông vận tải,...); phát thải tức thời (luợng khí,
hơi thải ra từ các thiết bị nén rò ri, không mong muốn hoặc không thuờng xuyên từ quá trình khai
thác, chế biến, vận chuyển nhiên liệu...) và hoạt động thu hồi và lưu trữ carbon. Trong đó, phát thải
từ đốt nhiên liệu hóa thạch đóng góp đến 70 % tổng lượng phát thải, điển hình từ các nhà máy điện
và nhà máy lọc dầu [3].
Nguồn cung cấp năng lượng của thế giới ngày nay vẫn còn phụ thuộc nhiều vào việc đốt
nhiên liệu hóa thạch. Việc gia tăng sử dụng nguồn nhiên liệu này đang làm cho nồng độ CO2 trong
khí quyển tăng lên đáng kể. Các nguồn nhiên liệu hóa thạch được sử dụng nhiều hiện nay là dầu
mỏ và than đá. Việc gia tăng sử dụng những nguồn nhiên liệu này có thể dẫn đến một cuộc khủng
hoảng năng lượng kéo dài và gây ra tác động xấu đến môi trường [4]. Do đó, cùng với việc cắt giảm
nhiên liệu hóa thạch thì nhu cầu năng lượng sạch, năng lượng thay thế đã trở thành mục tiêu chính
4


Luận vãn thạc sĩ

HVTH: Nguyễn Xuân Lỉnh

của các nghiên cứu trên thế giới nhằm phát triển nguồn năng lượng bền vững.
Một trong những giải pháp tiềm năng là chuyển CO2 thành các sản phẩm có giá trị như: khí
tổng hợp, các loại hóa chất, polyme và methanol, không chỉ tăng thêm giá trị kinh tế mà còn giảm
thiểu phát thải vào môi trường [5].

2.1.2. Methane (CH4)
Bên cạnh CO2, methane (CH4) cũng được xem là một khí nhà kính nguy hiểm đóng góp vào
sự nóng lên toàn cầu. CH4 được phát thải trong các quá trình chế biến dầu mỏ, đốt than đá, các nhà
máy xử lý nước thải hay từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp [6]. Trong khí quyển, CH4 có nồng
độ thấp hơn CO2 200 lần nhưng có mức độ gây nguy hại hiệu ứng nhà kính cho môi trường gấp 25
lần khí CO2 do CH4 có khả năng tích lũy bức xạ nhiệt cao hơn CO2 và chiếm tới 14 % tổng lượng
khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính [7, 8]. Năm 2010, lượng khí thải CH4 trên toàn cầu ước tính
tương đương khoảng 6,875 triệu tấn CO2 [8]. Do vậy, ngoài CO2 thì CH4 cũng là một khí thải cần
giảm thiểu nhằm ngăn chặn những tác hại xấu đến môi trường.
Nguyên nhân chính làm tăng phát thải CH4 là sự gia tăng sản xuất nông nghiệp với mục đích
đáp ứng nhu cầu dân số ngày càng gia tăng nhanh chóng tại các quốc gia trên thế giới. Phát thải khí
CH4 được phát sinh từ chăn nuôi ước tính khoảng 35-40 % [8]. Ngoài ra, phát thải CH4 từ các bãi
rác, bãi chôn lấp và nhà máy xử lý nước thải cũng góp phần làm gia tăng nồng độ CH4 trong khí
quyển.
Hoạt động khai thác than cũng góp phần không nhỏ vào việc gây phát thải CH4. Hàng năm,
lượng khí CH4 thoát ra do hoạt động khai thác than trên thế giới chiếm 6 % tổng lượng phát thải
khí CH4 vào khí quyển, tương đương khoảng 400 triệu tấn CO2 quy đổi (EPA, 2009) [7]. Nhận
thấy sự phát thải ngày càng gia tăng từ ngành này, các tổ chức quốc tế đã kêu gọi liên minh các
nước nhằm thúc đẩy việc thu hồi và sử dụng khí CH4 từ các mỏ than trên thế giới [6]. Hoạt động
này không những giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn mang lại nhiều lợi ích kinh tế. Các hệ
thống khử khí được đưa vào sử dụng để ngăn không cho khí thoát ra ngoài, một mặt làm tăng khả
năng thu hoi CH4, mặt khác cải thiện an toàn cho công nhân và giảm đáng kể chi phí thông gió tại
một số mỏ. Ngoài ra, việc phát triển dự án thu hồi khí CH4 tạo ra các công việc mới, thu hút các
ngành công nghiệp đầu tư, kích thích tăng trưởng kinh tế [9].
Có thể thấy rằng CH4 và CO2 ảnh hưởng lớn đến môi trường và đời sống con người. Do đó,
việc tìm ra giải pháp thu hồi và chuyển đổi hai khí nhà kính này thành các sản phẩm có giá trị hơn
5


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×