用于甲烷部分氧化的双层膜反应器

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1、SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业论文用于甲烷部分氧化的双层膜反应器学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺学生姓名：于海阔学号：0812103212指导教师：杨乃涛2012年6月摘要本实验首先用EDTA-柠檬酸盐法制得LSCN粉体，再通过相转化法制取LSCN前驱体，进而将前驱体烧制成双层致密透氧膜膜管，将制得的透氧膜管组装成LSCN的膜反应器进行甲烷部分氧化制合成气的反应。本实验对制取的膜管进行气密性及机械性能进行测试合格后，组装成LSCN膜反应器来进行甲烷部分氧化制合成气进行研究，以Ni/γ-Al2O3为催化剂，研究反应器的的各

2、项性能。实验表明，制取的LSCN双层中空纤维膜管的气密性良好，机械性能良好，制作成POM反应器后，测试其透氧性能证明随着CH4扫气量的增加，透氧量增大，在同一CH4扫气量下，膜的透氧性能从增大逐渐改变成缩小。而CH4的转化率随着CH4扫气量的增加而增大，在4-6ml/min的扫气量时达到峰值，之后逐渐变小.。CO与H2的选择性均是随扫气量的增大而增大。相对，CO2的选择性，则是随之减小关键词：甲烷部分氧化、LSCN，双层致密透氧膜，反应器AbstractInthisexperiment,thefirststepisusingEDTA-CitrateMethodto

3、makeLSCNpowder,thenwepreparetheLSCNprecursorbyphaseinversionandthusburnittodoublelayerofdensemembranesforoxygenseparationmembranetubes.Assembletheobtainedoxygen-permeablemembranetubeintotheLSCNmembranereactorforthepartialoxidationofmethanetosyngasreaction.Takeanexamonitfortheairtightn

4、essandmechanicalproperties,whenithadpassed,assembleitintotheLSCNmembranetostudythepartialoxidationofmethanetosyngaswithNi/γ-Al2O3asthecatalyst,thenwetakeexamsontheperformanceofit.TheexperimentsshowthattheLSCNdouble-layerhollowfibermembranetubeswhichwepreparebeforehasagoodperformanceon

5、tightnessandmechanicalproperties,withit,wemadeaPOMreactor,thetestonitshowsthattheoxygencontentincreasewiththeincreasingofCH4sweepgas,theoxygenpermeabilityofthemembranechangedfromgraduallyincreasedintoanarrowatthesametime.TheCH4conversionrateincreasewiththeincreasingofCH4sweepgas,andre

6、achedthepeakin4-6min,thenbecomesgraduallysmaller.TheselectofCOandH2increasewiththeincreasingsweepgas,therelativeselectiveofCO2isdecreasing.Keyword:POM,LSCN,doubledenseoxygen-permeablemembrane,reactor.目录摘要IAbstractII第一章引言11.1甲烷部分氧化反应器的研究意义11.2导体膜的种类11.3甲烷部分氧化的机理研究31.4氧渗透原理研究51.5POM膜反应器

7、的研究6第二章实验82.1试剂和仪器82.1.1实验试剂：82.1.2主要仪器：82.2La0.6Sr0.4Co0.8Ni0.2O3-α粉体的合成92.3双层中空纤维膜制备102.4机械强度实验112.5中空纤维气密性测试112.6中空纤维膜CH4部分氧化及透氧量的测试12第三章结果与讨论133.1双层中空纤维膜折断时的临界弯曲力测试如下133.2双层膜的透氧性能测试如下133.3甲烷部分氧化反应14第四章结论16参考文献17致谢20第一章引言1.1甲烷部分氧化反应器的研究意义石油资源的逐渐枯竭，导致天然气成为未来的替代燃料和化学工业原料的必然性。到2l世纪中叶[

8、1]，天然