用于氫氣生產(chǎn)的鈀膜自熱式反應(yīng)器的設(shè)計、分析、比較和優(yōu)化.pdf

1、氫能作為一種清潔能源，對目前的化石能源短缺和日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題是一種理想的替代能源。無機膜反應(yīng)器作為一種新型的反應(yīng)器形式越來越多的應(yīng)用于制氫領(lǐng)域，尤其是鈀膜反應(yīng)器，以其收集超純氫氣的能力和對化學(xué)平衡移動的促進使得其在重整制氫領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。本文通過調(diào)查文獻，總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上提出一種新型的膜反應(yīng)器——鈀膜自熱式反應(yīng)器，用于氫氣的制備。
　　膜反應(yīng)器采用管殼式形式，用一維模型模擬，通過將管程和殼程的控制方程，膜滲透方程，動力學(xué)數(shù)

2、據(jù)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)，組分的物理化學(xué)性質(zhì)及混合規(guī)則方程通過MATLAB編程計算，分析鈀膜反應(yīng)器的基本行為，包括有無燃燒催化劑對反應(yīng)器的影響，基準(zhǔn)操作模擬，參數(shù)變化對反應(yīng)器性能的影響等。為了進一步探究鈀膜自熱式反應(yīng)器的優(yōu)勢，我們同樣將鈀膜自熱反應(yīng)器與傳統(tǒng)自熱反應(yīng)器進行了比較，通過將兩種反應(yīng)器在不同操作條件下的優(yōu)化結(jié)果進行比較觀察是否鈀膜自熱反應(yīng)器具有優(yōu)勢。最后，提出了多管鈀膜自熱反應(yīng)器用于解決反應(yīng)器溫度高的問題。
　　模擬結(jié)果顯示，無燃燒

3、催化劑在本文的操作條件下有危險性，可能會引發(fā)爆炸，而有燃燒催化劑則使兩側(cè)反應(yīng)更加匹配，且加強反應(yīng)器的處理能力。進料溫度，空碳比通過影響反應(yīng)器溫度來改變反應(yīng)器性能，壓力，空速以及水碳比則通過影響膜兩側(cè)氫氣分壓來影響氫氣的透過進而影響反應(yīng)器行為。其中，空碳比的選擇有很大影響，低空碳比無法提供足夠熱量，而高空碳比則消耗過多氫氣。通過與傳統(tǒng)反應(yīng)器比較發(fā)現(xiàn)，鈀膜自熱式反應(yīng)器在氫氣收率上有很大優(yōu)勢，改進的多管鈀膜反應(yīng)器可以有效降低反應(yīng)器溫度，但需要