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随着世界范围内不可再生的石油资源逐渐减少,对于洁净可再生新能源的开发意义十分重大。氢以燃烧热值高、资源丰富、无污染、重量轻、应用广泛等独特的优点成为今后最具潜能的洁净高效的二次能源之一。世界各国竞相开展大量的开发研究工作,天然气转化制氢是目前技术比较完善,成本相对较低的制氢工艺。利用大量价廉的焦炉煤气、冶金生产过程中的煤气制氢,为低成本制氢提供了新方向。
焦炉煤气中甲烷部分氧化重整制氢的核心装置是离子-电子混合导体透氧膜反应器,为了保证透氧膜反应器在高温条件下长期稳定的运行,透氧膜与金属之间的高温密封尤为重要。
本文针对于透氧膜反应器的密封材料进行了研究,由于Ag具有很好的延展性,高温下不易氧化,并且不像其它的玻璃或无机密封材料,不易和透氧膜发生反应,因此这里是采用Ag作为密封材料的基体进行研究。
由于纯Ag对BCFN透氧膜表面的润湿性能很差,论文采用了CuO来改善润湿性能,对CuO含量、温度、还原性气氛等因素对润湿角度的影响进行了研究,同时观察了CuO对透氧膜材料的侵蚀状况。
实验发现,CuO含量在一个范围内能够对改善Ag的润湿角起到很大的作用,当含量大于4%时,作用明显减小:温度对于Ag-CuO的润湿角没有明显影响,但观察到纯银的润湿角随温度升高而降低的现象,文中给出了相应的解释。在还原性气氛下,Ag-CuO在透氧膜表面的润湿性都很差,CuO在此气氛下起不到改善润湿的作用。对CuO侵蚀作用的观察中,发现CuO对BCFN透氧膜有较大的侵蚀作用。