项目名称: 微波耦合分级结构碳纤维床层对液相催化脱氢过程的强化机制

项目编号: No.21276077

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 化学工业

项目作者: 李平

作者单位: 华东理工大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 吸热脱氢反应的过程效率受能耗制约,采取合理有效的供热方式与反应模式是低能耗下高效脱氢的关键,而催化剂床层是联结效率与能耗的必然场所。本项目以有机氢化物催化脱氢平衡反应为模型体系,设计采用分级结构碳纤维床层,选择微波加热方式和液固相催化反应模式,利用微波具有能量辐射传递与选择加热的特点,通过床层与微波之间的强烈耦合,促使床层形成过热状态来推进平衡反应,达到能量高效利用的目的;同时利用液相反应无需汽化原料且易于氢气分离的特点,通过床层特有分级结构,强化过程传递和氢气逸出,进一步降低能耗和推动平衡。着重研究分级结构床层与微波的耦合性能,及对非极性介质流体传递和催化反应过程的影响,揭示微波耦合分级结构床层强化脱氢过程的机制。本项目将微波加热方式、催化剂床层设计与反应过程模式这三者有机结合起来,不仅能协同实现低能耗下高效脱氢的目标,还可丰富多学科交叉研究领域的理论内涵。

中文关键词: 微波耦合效应;分级结构碳纤维床层;催化脱氢;过程强化;构效关系

英文摘要: The process efficiency of strong endothermic dehydrogenation suffers seriously from high energy consumption. Adopting a reasonable reaction mode in conjunction with an effective heat-supply method is therefore crucial to the improvement of the process efficiency based on low energy consumption. Meanwhile, a catalytic bed is inevitably required to figure for tying in the energy supply with the given reaction. For accomplishing the purpose, a proposal has been put forward by taking the catalytic dehydrogenation of organic hydrides such as decline as the model reaction system. A hierarchical carbon fiber composite bed is developed in particular to couple with microwave irradiation for carrying out the organic hydride dehydrogenation in liquid phase. The application of microwave irradiation to the reaction system lies in its instant and selective heating features in addition to its low energy loss during transmission. Under microwave irradiation the bed could be superheated in spite of that it is surrounded in the nonpolar liquid media. As a result, both high dehydrogenation rate and high equilibrium conversion could be attained while with low energy consumption. At the same time, the liquid phase reaction mode is beneficial to the hydrogen separation from the reaction media, which is more energy-saving than gas pha

英文关键词: microwave coupling effect;hierarchical carbon fiber bed;catalytic dehydrogenation;process intensification;structure-performance relationship

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