基本信息
- 項目名稱：
- 化學鏈蒸汽重整制氫與合成氣氧載體
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 目前，全球主要工業(yè)化用氫來自于天然氣蒸汽重整工藝，但該工藝反應(yīng)條件需高溫、高壓，產(chǎn)出的合成氣比例（H2/CO）接近3，不適合于液體燃料制備，為得到純氫還需復(fù)雜的分離步驟?；诨瘜W鏈概念的新型制氫技術(shù)-化學鏈蒸汽重整（Chemical-looping Steam Reforming of Methane，CL-SRM）是在現(xiàn)代工業(yè)對氫能與高效制氫技術(shù)不斷需求的背景下誕生的。
- 詳細介紹：
- 基于化學鏈的概念，化學鏈蒸汽重整（Chemical-looping Steam Reforming of Methane，CL-SRM）制氫與合成氣工藝是一種近年提出的新型制氫技術(shù)，其利用CL-SRM的兩步Redox（氧化還原）反應(yīng)將甲烷與水蒸氣的反應(yīng)過程分成甲烷部分氧化反應(yīng)與熱化學分解水反應(yīng)分別制得合成氣與氫氣，甲烷與水蒸氣分開進料，避免了氣體分離步驟，反應(yīng)效率更高，具有較好的的應(yīng)用前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)計、發(fā)明的目的: 設(shè)計一種高活性、長壽命化學鏈蒸汽重整（Chemical-looping Steam Reforming of Methane，CL-SRM）用氧載體（Oxygen Carrier），實現(xiàn)天然氣與水蒸氣的化學鏈重整，連續(xù)制取氫氣與合成氣（2H2/CO），避免了傳統(tǒng)蒸汽重整制氫過程中繁瑣氣體分離過程與因水蒸氣與天然氣直接接觸而產(chǎn)生的副反應(yīng)，從而達到天然氣資源高效利用的目的，推動氫能的利用?；舅悸罚?在熱力學分析與文獻整理的基礎(chǔ)上，選擇氧載體材料并進行制備方法設(shè)計；選用現(xiàn)代材料表征手段對氧載體的性能進行表征，初步獲得氧載體基本氧化還原與圍觀形貌性能；在實驗室自制的化學鏈重整固定床反應(yīng)器中對氧載體進行評價獲得氧載體的化學鏈重整性能并篩選出最佳氧載體；下一步對氧載體在膜反應(yīng)器中進行評價，完成化學鏈重整連續(xù)化反應(yīng)評價，提出氧載體與氧滲透膜的匹配方式與反應(yīng)裝置優(yōu)化方案；最終在完成實驗室化學鏈重整連續(xù)化反應(yīng)的綜合評價，在此基礎(chǔ)上完善氧載體的設(shè)計與構(gòu)建理論基礎(chǔ)。創(chuàng)新點：化學鏈蒸汽重整工藝、氧載體技術(shù)關(guān)鍵：氧載體的設(shè)計與構(gòu)建、反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計主要技術(shù)指標：產(chǎn)品氣的純度與品質(zhì)、氧載體的反應(yīng)效率、氧載體使用壽命
科學性、先進性
- 化學鏈重整概念是近年由Rahual D. Solunke等學者提出，并指出化學鏈重整的廣泛用途與優(yōu)勢。申請者發(fā)表在國內(nèi)權(quán)威化學雜志《化學進展》中的“金屬氧化物兩步法熱化學循環(huán)制氫”指出（Chemical-looping Steam Reforming of Methane，CL-SRM）是一種具有潛在前景的制氫方式。利用自身在天然氣轉(zhuǎn)化與催化材料方面研究優(yōu)勢，申請者設(shè)計并開發(fā)了一系列鈰基氧載體成功的制取了純氫氣與合成氣，充分發(fā)揮了鈰基材料的優(yōu)越儲-放氧性能，部分研究成果發(fā)表在《Journal of Rare Earths》、《Journal of Natural Gas Chemistry》與《Mendeleev Communications》國際期刊上，并且取得了審稿專家與同行的肯定。鑒于該技術(shù)在國內(nèi)外取得的認同感，在此基礎(chǔ)上申請者為進一步實現(xiàn)該工藝的連續(xù)化生產(chǎn)，將工作重點投向于CL-SRM用氧載體的設(shè)計與構(gòu)建以及反應(yīng)體系創(chuàng)新設(shè)計上。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品受到《所在大學課外創(chuàng)新基金》與《所在大學分析測試基金》資助獲“第六屆云南高校青年學術(shù)科技節(jié)”一等獎
作品所處階段
- 實驗室研究階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可、技術(shù)開發(fā)服務(wù)
作品可展示的形式
- 圖片、錄像、樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本作品開發(fā)的氧載體應(yīng)用在CL-SRM（化學鏈蒸汽重整）技術(shù)上可以實現(xiàn)氫氣與合成氣的連續(xù)制取，避免傳統(tǒng)SRM工藝中的復(fù)雜氣體分離步驟，大大降低了天然氣轉(zhuǎn)化成本。CL-SRM氧載體技術(shù)的突破能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣的高效轉(zhuǎn)化，推動氫能的利用，可以大幅度降低二氧化碳的排放給環(huán)境帶來的壓力，該技術(shù)具有很好的環(huán)境與經(jīng)濟效益，應(yīng)用前景十分廣闊。
同類課題研究水平概述
- 根據(jù)申請者近年公開發(fā)表的研究成果與國際期刊審稿人的評價，申請者的作品課題研究水平達到了國際同類課題研究水平，在國內(nèi)同類課題研究中處于領(lǐng)先地位?；瘜W鏈蒸汽重整氧載體的開發(fā)與利用不僅對天然氣的轉(zhuǎn)化與純氫的制備具有重要意義，還為化學鏈反應(yīng)系統(tǒng)與新型反應(yīng)體系的設(shè)計和開發(fā)提供了借鑒意義。該方面的技術(shù)基礎(chǔ)研究為未來能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域提供了良好的技術(shù)支撐，是一項富有挑戰(zhàn)與機遇的新型能源研究課題。
