吸熱燃料在涂層管式反應(yīng)器內(nèi)的催化裂解研究.pdf

1、隨著超音速及超高音速時代的到來，飛行過程中飛行器外表面及設(shè)備的熱負(fù)荷越來越大，應(yīng)用燃料作為冷卻劑成為首選方案。在這種條件下，燃料的顯熱已不能滿足需求，利用吸熱燃料的化學(xué)裂解吸熱勢在必行。在本論文中，對模擬吸熱燃料正十二烷和民用航空燃料RP-3在超臨界條件下的涂層催化裂解反應(yīng)進(jìn)行了考察研究。并以涂層厚度、熱沉、裂解率，及主要?dú)庀喈a(chǎn)物分布為主要評價指標(biāo)。 本論文合成出一種陶瓷類粘合劑，通過與沸石分子篩按比例混合成懸浮液?？蓪⒎肿雍Y催

2、化劑負(fù)載于不銹鋼表面。通過實(shí)驗(yàn)確定了適用于不同形態(tài)基體的涂層工藝及懸浮液配比，將沸石分子篩催化劑負(fù)載于不銹鋼平板和Φ3不銹鋼反應(yīng)管內(nèi)壁。采用X射線衍射，傅立葉紅外光譜儀，和掃描電子顯微鏡對涂層催化劑進(jìn)行了表征。表征結(jié)果顯示，涂層催化劑的厚度為10～20 μm，催化劑的粒徑為1～5 μm，制得的涂層催化劑有較好的活性和強(qiáng)度。 以正十二烷為模擬吸熱燃料，考察了將H-ZSM5和HY涂敷于反應(yīng)器內(nèi)壁時的裂解性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，涂層催化劑

3、能顯著提高吸熱燃料的熱沉。在600℃和625℃下與空管反應(yīng)對比，使用HY涂層催化劑(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％)時，正十二烷的熱沉分別增加815.7kJ/kg和902.0kJ/kg，同時裂解率分別提高了17.6％和12.8％，產(chǎn)氫率分別增加0.61％和1.38％。使用H-ZSM5涂層催化劑(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)時，正十二烷的熱沉分別比空管反應(yīng)時增加564.2kJ/kg和942.9kJ/kg，同時裂解率分別提高了19.8％和25.6％，產(chǎn)氫率分別增加0.