內(nèi)置多孔介質(zhì)卷式反應(yīng)器內(nèi)甲烷富燃制氫的數(shù)值模擬.pdf

1、天然氣制氫是目前較成熟也較經(jīng)濟(jì)的一種制氫技術(shù)，作者利用多孔介質(zhì)良好的傳熱和蓄熱特性，設(shè)計(jì)出內(nèi)置多孔介質(zhì)的Swiss-roll反應(yīng)器(簡稱卷式反應(yīng)器)用于天然氣制氫。
　　 為了解甲烷在內(nèi)置多孔介質(zhì)卷式反應(yīng)器內(nèi)的富燃氧化特性，本文采用計(jì)算流體力學(xué)與詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理相結(jié)合的方法，對甲烷在該反應(yīng)器內(nèi)的部分氧化重整過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。通過UDF(用戶自定義)方法與基于多孔介質(zhì)內(nèi)氣固相間的局部熱平衡假設(shè)，分別建立了雙溫模型和單溫模型，

2、研究了當(dāng)量比、進(jìn)氣流量以及體積對流換熱系數(shù)對反應(yīng)器內(nèi)溫度分布、合成氣組分和甲烷轉(zhuǎn)化效率的影響，并和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比。
　　 研究結(jié)果表明，甲烷在內(nèi)置多孔介質(zhì)卷式反應(yīng)器內(nèi)部分氧化重整時的溫度遠(yuǎn)超過其絕熱火焰溫度，實(shí)現(xiàn)了高溫富燃氧化條件下的制氫；在本文研究范圍內(nèi)，氫氣摩爾分?jǐn)?shù)和甲烷-氫氣轉(zhuǎn)化效率隨當(dāng)量比和進(jìn)氣流量的增大而增大；單溫模型的模擬結(jié)果與試驗(yàn)值基本吻合；證明了采用計(jì)算流體力學(xué)與詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理相結(jié)合的數(shù)值模擬方法可以準(zhǔn)確地