[發明專利]一種炭膜反應器及其使用方法

無效

• 申請號: 201010118376.4
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN101757859A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 張兵;吳永紅;傅承碧;徐鐵軍
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/04;B01D69/06;B01D69/08;B01J8/06
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.一種炭膜反應器，包括反應器外殼(2)，無缺陷炭膜(1)，其特征在 于：反應器外殼(2)上帶有反應物入料口(6)、反應物出料口(7)、吹掃氣 入口(8)、吹掃氣出口(9)；無缺陷炭膜(1)設置在反應器外殼(2)內部， 在反應器外殼(2)內部形成相對獨立的空腔，其中與反應物入料口(6)、反 應物出料口(7)相通的空腔為進料側(3)，與吹掃氣入口(8)、吹掃氣出口 (9)相通的空腔為滲透側(4)；在無缺陷炭膜(1)內部填充催化劑(10) 或在無缺陷炭膜(1)上面鋪設催化劑(10)。

2.根據權利要求1所述一種炭膜反應器，其特征在于：所述無缺陷炭膜 (1)為平板狀或者管狀。

3.根據權利要求1所述一種炭膜反應器，其特征在于：所述無缺陷炭膜 (1)與反應器外殼(2)通過炭膜連接管(5)或炭膜連接板(12)連接。

4.根據權利要求1所述一種炭膜反應器，其特征在于：所述反應器外殼 (2)材質為致密的不銹鋼、陶瓷、銅或者金屬合金。

5.根據權利要求1所述一種炭膜反應器，其特征在于：所述無缺陷炭膜 (1)與反應器外殼(2)為密封連接，連接方式為高溫密封膠、石墨墊圈、 石墨卡套或者焊接。

6.根據權利要求3所述一種炭膜反應器，其特征在于：當存在多個進料 側(3)時，在多個進料側(3)與反應物入料口(6)、反應物出料口(7)之 間通過物料分布器(11)連接。

7.根據權利要求1所述一種炭膜反應器，其特征在于：所述無缺陷炭膜 (1)的前軀體為聚酰亞胺、聚糠醇、酚醛樹脂、聚丙烯腈、聚苯醚或者纖維 素，炭化氣氛為惰性氣體或者真空，炭化溫度為400～1000℃，無缺陷炭膜(1) 支撐體為炭質、陶瓷、中空纖維或者不銹鋼材料，成膜方法為涂覆或者噴涂 或者超聲波沉積或者化學氣相沉積。

8.一種如權利要求1所述炭膜反應器的使用方法，其特征在于：所述使 用方法為：

將無缺陷炭膜(1)與反應器外殼(2)密封連接在一起，形成相對獨立 的空腔，其中與反應器外殼(2)上的反應物入料口(6)、反應物出料口(7) 相通的空腔為進料側(3)，與反應器外殼(2)上的吹掃氣入口(8)、吹掃氣 出口(9)相通的空腔為滲透側(4)；并且這兩種空腔只能通過無缺陷炭膜(1) 的多孔結構進行物質傳遞；在進料側(3)添加反應物料，當進料側(3)的 溫度和壓力達到所需的反應條件后，反應物料在進料側(3)進行化學反應； 同時，生成物中的組分通過無缺陷炭膜(1)的多孔通道傳遞到滲透側(4)， 并被通入到滲透側(4)的吹掃氣帶走；由于生成物總物質量減少，因此打 破了封閉體系的熱力學對化學反應平衡的限制，使反應繼續向正反應方向進 行，從而提高化學反應的轉化率、收率和選擇性；而反應完的物料從反應物 出料口(7)流出炭膜反應器。

9.根據權利要求8所述一種炭膜反應器的使用方法，其特征在于：可采 用所述炭膜反應器的使用方法進行的化學反應有水煤氣轉換、環己烷脫氫、 異丁烷脫氫和甲醇水蒸氣重整制氫。