项目名称: 混合导体陶瓷膜反应器的透氧衰减行为及其稳定性优化机制

项目编号: No.51474145

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 矿业工程

项目作者: 程红伟

作者单位: 上海大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 冶金过程炉气和温室气体的资源化利用是近中期减少碳排放的重要抓手。基于双相混合导体陶瓷膜反应器的焦炉煤气和CO2新型利用技术具有非常诱人的应用前景。膜的组成、催化剂的性质以及CO2与焦炉煤气中的多组元成分对膜反应器的稳定性影响深远,但相关研究未见深入报道。本项目充分考虑膜材料的组成与结构、催化剂以及多组元复杂气体成分的影响,对焦炉煤气和CO2资源化导向的陶瓷膜反应器的透氧过程及其衰减行为进行深入地研究。具体内容包括:新型双相混合导体陶瓷膜材料的开发、表征及其在多组元气氛下微观结构的演变规律和腐蚀机理;高效纳米催化材料的可控合成、优化及其对目标反应产物的调控机制;多组元复杂气氛下双相混合导体陶瓷膜的透氧衰减行为及焦炉煤气中CH4发生CO2-O2混合重整反应的路径。本项目旨在揭示双相混合导体陶瓷膜的稳定性优化机制,为焦炉煤气和CO2资源化利用过程中陶瓷膜反应器的优化与研制奠定理论和技术基础。

中文关键词: 合成气;混合重整;膜反应器;催化;氧传递

英文摘要: The resource utilization of metallurgical process furnace gas and greenhouse gas is attracting increasing attention as one of the most effective measures of reducing carbon emission in the future. The new method of coke oven gas and carbon dioxide utilization technology based on dual-phase mixed conducting membrane reactor is very promising in the related field. The stability of the membrane reactor is strongly affected by the composition of materials, catalyst performance, carbon dioxide and the multicomponent gas mixture of coke oven gas. However, the further researches have been rarely reported before. This work deeply studies the oxygen permeation degradation behavior of dual-phase mixed conducting membrane reactor coupled with the utilizations of coke oven gas and carbon dioxide, adequately investigating the effects of the composition and structure of membrane reactor, catalysts, and multicomponent gas mixture. The contents are as follows: the development and characterization of the new membrane materials, the evolving regular and corrosion mechanism of the materials under complex atmosphere; the controllable synthesis and the optimization of the high performance nano catalytic materials and its regulation mechanism to target reaction products; the oxygen permeation process and the reaction path of CO2-O2 mixed reforming of methane in the membrane reactor. The present project mainly aims at revealing the stability enhancement mechanism of dual-phase mixed conducting membrane reactor, which can help to lay the theoretical and technical foundation for the optimization and development of the permeable reactor in the resource utilization of coke oven gas and carbon dioxide.

英文关键词: syngas;mixed reforming;membrane reactor;catalysis;oxygen transfer

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