「微型流化床等溫微分流(氣)固相反應分析儀研發與應用示範」

微型流化床反應分析儀

10日29日獲悉，中科院過程工程研究所許光文研究員主持的「微型流化床等溫微分流（氣）固相反應分析儀研發與應用示範」獲得國家重大科學儀器設備開發專項的資助。

國家重大科學儀器設備開發專項（以下簡稱專項）是中央財政專門設立的專項項目。專項通過資助新原理、新方法和新技術的重大科學儀器設備的開發、重要通用科學儀器設備（核心基礎器件）的開發、已有重大科學儀器設備（裝置）創新成果的工程化開發或其他重要科學儀器設備的開發等，貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，應用支持重大科學儀器設備的開發，提高我國科學儀器設備的自主創新能力和自我裝備水平，支撐科技創新，服務經濟建設和社會發展。

「微型流化床反應分析儀」是在2006年度中國科學院儀器裝備專項及過程工程研究所儀器研製項目支持下，中國科學院過程工程研究所多相複雜系統國家重點實驗室許光文課題組自行研製的分析儀器。該儀器首次利用微型流化床作為反應器構建了氣固反應分析方法與分析儀，實現了反應物快速加熱和流化床中氣固反應的等溫微分化、有效抑制了擴散影響，形成了定點溫度下的氣固反應動力學參數的等溫微分測試方法與儀器，填補了快速升溫下等溫微分反應測試儀器的空白，致使所求算的氣固反應動力學參數更加趨近本徵反應特性。該方法與儀器彌補了以程序升溫為基礎的傳統氣固反應分析方法與分析儀加熱速率低、擴散影響大、難以對熱不穩定物質進行定點溫度測試等不足，豐富了氣固反應分析手段，可廣泛應用於化工、冶金、能源、材料、環境、生物等領域。2010年中國科學院組織的成果鑑定意見：該儀器創新性強，屬國內外首創，達到國際領先水平。前期研發的與氣體分析分離式微型流化床反應分析方法與儀器獲得2010年度中國分析測試協會科學技術獎（CAIA獎）一等獎、第八屆中國國際科學儀器及實驗室裝備展覽會（CISILE2010）自主創新獎金獎、相關基礎研究論文在2010 Int. Symposium on Gasification and its Application獲得優秀論文獎。

通過本次國家重大科學儀器設備開發專項項目的支持，將進一步研發建立集成氣體分析和微型流化床反應系統的一體化等溫微分反應分析儀和配套的等溫微分反應動力學解析軟體（見附圖），同時通過與華中科技大學、哈爾濱工業大學、中國航空工業集團公司北京航空製造工程研究所、中國科學院山西煤炭化學研究所、山東百川同創能源有限公司、北京中科潔創能源技術有限公司等單位合作，開發微型流化床等溫微分反應分析方法和儀器對氣固反應分級與原位解耦、化學氣相沉積、催化過程積碳、液體原料裂解、三相漿態等溫反應、外場環境氣固反應等具有重要科學意義和應用價值的流固相反應的應用方法和技術，形成等溫微分微型流化床等溫微分反應分析方法與儀器的系列功能化擴展。通過該國家重大科學儀器設備開發專項項目，還將建立該新型儀器的生產加工能力，構建研發成果的產業化基礎，並建立多相反應分析測試中心，面向全國提供分析測試服務。在已有應用的基礎上，通過國家重大科學儀器設備開發專項項目的系統工作，將在今後3年將形成20套左右等溫微分微型流化床反應分析儀的應用推廣。