【技术实现步骤摘要】
一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片及其制备方法，属于微型化工设备领域。
技术介绍
[0002]甲烷(CH4)是全球第二大温室气体，其对于气候变化影响相较于二氧化碳更加显著，甲烷的全球增温潜势(Global Warning Potential,GWP)在100年的时间框架内是二氧化的碳的28～36倍，在20年的时间框架内，GWP数值则上升为84～87倍，是一种具有快速增温效应的“超级温室气体”。根据最新的世界气象组织(WMO)发布的数据，近年来全球二氧化碳的排放量已经有所下降，但大气甲烷的浓度增长幅度仍高于过去十年的平均年增长速度。大气中的甲烷排放主要来源于自然源与人为源，主要的自然源包括了自然湿地、植被、海洋以及甲烷水合物；主要的人为源涉及到能源活动(煤炭开采、石油与天然气泄漏、燃料燃烧)、农业活动(水稻种植、动物粪便管理、农业废弃物田间焚烧等)、废弃物处理(垃圾填埋、污水处理)、工业生产过程(主要是金属冶炼)等。立足于当前甲烷排放面临...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片，其特征在于，该微通道反应器芯片主要由基底层和多组催化单元构成，所述基底层设置于多组催化单元的底部，其中每组催化单元均包括反应单元层和气体分配层，并且基底层、反应单元层以及气体分配层之间通过通孔相互贯通，所述气体分配层封装键和在反应单元层的上表面，所述气体分配层内设置有将原料气均匀地分为若干等份的流道结构，所述反应单元层内设置有微通道，该微通道内装载有用于实现甲烷气体高效催化氧化的钙钛矿型催化剂。2.根据权利要求1所述的一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片，其特征在于，所述微通道反应器芯片的上表面设有一组原料气入口接头，底部设有一组反应气出口接头，且分别采用导管与之相连接，实现原料气的进样与反应气的收集。3.根据权利要求1所述的一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片，其特征在于，所述气体分配层内流道结构采用树枝式的分形通道设计结构将原料气均匀地分为若干等份并通过通孔进入至反应单元层之中，所述反应单元层内的各个微通道采用以环形排列并向中央的收集口汇集的结构，将所有反应完成后的气体在中央收集口汇集并沿着收集口进入下一个气体分配层或通过基底层所相贯通的出口接头排出。4.根据权利要求1或3所述的一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片，其特征在于，所述气体分配层包括进气入口，分配流道和出气通孔，所述进气入口设置一个且位于中央位置，所述出气通孔设置多个且均匀环绕在四周，进气入口和出气通孔之间通过多组分配流道相连接，分配流道采用对称均分结构，将进入其内的气体均匀的等分为若干份。5.根据权利要求4所述的一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片，其特征在于，所述分配流道包括N级分配流道，其中N≥2；其中，第一级分配流道的中部进口与进气入口相连通，第一级分配流道的两端出口分别连接第二级分配流道的中部进口，第二级分配流道的两端出口分别连接第三级分配流道的中部进口，以此类推，第N
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1级分配流道两端出口分别连接第N级分配流道的中部进口，第N级分配流道的两端出口连接出气通孔。6.根据权利要求1或3所述的一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片，其特征在于，所述反应单元层包括样气入口、样气分配流道、微流道和收集口，所述样气入口环绕设置在四周并与气体分配层的出气通孔相连通，所述样气分配流道对称设计用于连通样气入口和微流道，其将每个样气入口内的气体一分为二进入微流道，所述微流道内装载有钙钛矿型催化剂，各个微流道的出口汇聚于收集口。7.根据权利要求1所述的一种提升甲烷催化氧化效率的微通道反应器芯片，其特征在于，所述微通道宽度范围在10<...
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