新型集成双膜反应器用于天然气制氢和捕捉二氧化碳的研究

传统甲烷转化制氢受到化学平衡的限制，而且所制氢气与其它气体相混合，为氢气分离带来不便；部分催化氧化反应器入口附近的高温热点缩短了催化剂的使用寿命。本项目提出一种新型的集成双膜（氢膜和氧膜）反应器，它具有优于传统反应器的诸多特点，如甲烷转化反应与分离制备纯氢同时进行；氢气的分离打破了反应平衡，提高了甲烷转化率；氧气的缓慢渗入避免了反应器内热点的产生。初步模拟研究的结果表明本申请提出的新型集成双膜反应器还在能量集成和二氧化碳控排方面有很大的优势。目前国内外还没有双膜反应器实验研究方面的报导。本申请将在新型集成双膜反应器内，在广泛实验条件范围内，考察甲烷转化率、氢气收率、氢气分离效率、二氧化碳捕捉能力以及能量效率，为这一类反应器放大提供基础实验数据；进行新型集成双膜反应器的模型化研究，为反应器性能模拟与参变分析、设计放大、控制和优化奠定模型基础。