內置多孔介質卷式反應器內甲烷富燃制氫的數值模擬.pdf

1、天然氣制氫是目前較成熟也較經濟的一種制氫技術，作者利用多孔介質良好的傳熱和蓄熱特性，設計出內置多孔介質的Swiss-roll反應器(簡稱卷式反應器)用于天然氣制氫。
　　 為了解甲烷在內置多孔介質卷式反應器內的富燃氧化特性，本文采用計算流體力學與詳細化學反應機理相結合的方法，對甲烷在該反應器內的部分氧化重整過程進行了數值模擬研究。通過UDF(用戶自定義)方法與基于多孔介質內氣固相間的局部熱平衡假設，分別建立了雙溫模型和單溫模型，

2、研究了當量比、進氣流量以及體積對流換熱系數對反應器內溫度分布、合成氣組分和甲烷轉化效率的影響，并和試驗結果進行了對比。
　　 研究結果表明，甲烷在內置多孔介質卷式反應器內部分氧化重整時的溫度遠超過其絕熱火焰溫度，實現了高溫富燃氧化條件下的制氫；在本文研究范圍內，氫氣摩爾分數和甲烷-氫氣轉化效率隨當量比和進氣流量的增大而增大；單溫模型的模擬結果與試驗值基本吻合；證明了采用計算流體力學與詳細化學反應機理相結合的數值模擬方法可以準確地