张浩
,
廖全
工程热物理学报
建立了复合金属氢分离膜热应力有限元分析模型.在不同工作温度条件下,对常规的平板式复合金属氢分离膜和本文所提出的新型镶嵌式复合金属氢分离膜内的热应力进行了详细的分析和比较.结果表明:在相同材料匹配及工作温度条件下,新型复合金属氢分离膜内沿交界面端面处向下逐渐减小的压应力会使该复合结构更加紧密牢固,从理论上证实了这种镶嵌结构能够大幅延长复合金属氢分离膜的使用寿命,为这种镶嵌结构复合金属氢分离膜的制备与应用提供了理论指导.
关键词:
复合金属氢分离膜
,
氢的纯化
,
热应力
,
数值模拟
徐天莹
,
俞佳枫
,
张继新
,
徐恒泳
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.02.006
利用钯膜分离氢是高纯或超纯氢气生产的主要方式,然而,钯膜表面缺陷是影响氢分离纯度的主要因素.本文选择NaA分子筛和γ-Al2O3两种缺陷填充材料对初镀后的钯膜表面缺陷进行修饰,发现两种材料修饰后钯膜透氮量分别下降了57和2倍,NaA分子筛材料修饰后钯膜的透氮量为未修饰钯膜的1/2 500.经过补镀和活化后,在相同钯膜厚度(2.5μm)条件下,3种钯膜透氮量分别为1.91×10-3、6.12×10-4和4.89×10-3m3/(h·m2·MPa).不同修饰材料修饰的钯膜的氢氮分离因子顺序为NaA分子筛＞γ-Al2O3＞无修饰,说明通过修饰钯膜缺陷的方法可提高钯膜的氢分离选择性,且用NaA分子筛材料要优于γ-Al2 O3材料,因为NaA分子筛在缺陷中可根据缺陷形状原位生长,更能有效填补缺陷.NaA分子筛材料修饰后的钯膜经过20次300～400℃以及0.1～1.0 MPa的温度和压力循环仍保持性能不变,具有较高的稳定性.
关键词:
金属钯复合膜
,
透氢性能
,
分子筛
,
氧化铝
,
缺陷
张继新
,
俞佳枫
,
方雯
,
徐恒泳
膜科学与技术
利用化学镀的方法制备了不同厚度的钯膜,着重研究了乙醇水蒸气重整反应气氛下钯膜的透氢性能.实验结果表明:573～623 K时,乙醇氢气混合气(Et/H2)气氛对钯膜透氢性能的影响大于乙醇水蒸气混合气(Et/H2O)气氛;623～673 K时,Et/H2O气氛对钯膜透氢性能的影响大于Et/H2气氛.当钯膜暴露在H2/N2/Et和H2/N2/Et/H2O气氛下50 min后,透氢量分别能恢复至初始值的96％和89％.此外,乙醇水蒸气重整反应气氛中,较大的水醇摩尔比[(10～13):1]和较薄的钯膜(2～6 μm)有利于抑制钯膜透氢量的下降.
关键词:
金属钯复合膜
,
透氢性能
,
气氛影响
,
乙醇
,
乙醇水蒸气重整
