填充床反应管内甲醇催化燃烧数值模拟

为探究填充床反应管内甲醇催化燃烧规律,运用Fluent软件结合多孔介质模型,对内径30 mm,长1000 mm的填充床反应管内甲醇和空气在铂(Pt)上催化燃烧过程进行了数值模拟。通过分区设置催化反应和气相反应,分析了不同入口速度、当量比和入口温度对燃烧过程的影响。研究结果表明:贫燃、低流速有利于催化反应,富燃、高流速易引发气相反应;入口流速不大于0.5 m/s,当量比不大于0.8时,反应主要发生在催化床层段;甲醇催化转换率随入口温度的增加而增加,但增加速率逐渐减小,考虑经济性及高效性,入口温度选取在373 K为宜。研究结果可为实际填充床催化燃烧反应器的设计和优化提供一定参考。

耦合余热循环的甲醇重整制氢热力学分析

为了提高甲醇重整制氢的产氢率和热量利用率,以甲醇水蒸气重整制氢为研究对象,提出了耦合余热循环的甲醇水蒸气重整制氢工艺流程,采用Aspen Plus模拟软件建立热力学模型。以CaO为CO_(2)吸附剂,对吸附性增强的耦合余热循环的甲醇水蒸气重整制氢体系进行热力学分析,从单因素和双因素综合考虑,分析了压力、温度、n(H_(2)O)/n(CH_(3)OH)、和n(CaO)/n(CH_(3)OH)对重整气的影响规律,从而确定最优操作参数。结果表明,最优反应温度为230~250℃,压力为100~200 kPa,n(H_(2)O)/n(CH_(3)OH)为1.3,n(CaO)/n(CH_(3)OH)为0.8;与常规甲醇水蒸气重整制氢相比,耦合余热循环的甲醇水蒸气重整制氢体系的热量利用率显著提高,产氢率提高4.37%,甲醇转化率提高5.42%,二氧化碳含量降低42.79%。