含湿量对甲烷湿空气自热重整积碳特性的影响

微动力装置中碳氢燃料催化燃烧被认为是有效的方法,但燃烧室内燃料催化重整普遍存在由积碳导致的催化剂失活等问题。本文采用数值方法研究了微细腔中甲烷湿空气在镍基催化剂上的自热重整反应,重点分析含湿量对甲烷自热重整反应及积碳特性的影响。结果表明:含湿量将增强甲烷重整反应;自热反应散热量和表面积碳浓度均随含湿量增加而降低。混合物质量流量为36 g/h时,当含湿量d>1.20 kg/kg后,甲烷转化率、氢气质量分数和积碳浓度变化幅度很小,分别接近53.1%、3.07%和2.40×10^(-6) kmol/m^2。

微细腔内甲烷-湿空气重整特性试验与数值模拟

针对甲烷-湿空气在微细腔内的自热重整,建立了直径为2mm的微细直管试验系统,采用试验研究和三维数值计算两种方法分析了微反应器内甲烷-湿空气自热重整转化特性,并重点分析了反应温度、原料气组分比例变化对重整反应中甲烷转化率和氢气产率的影响.结果表明:在相同的甲烷流量工况下,随着温度的升高以及空/碳比和水/碳比的增大,甲烷转化率和氢气产率均增大,其中空-碳比对甲烷转化率的影响比对氢气产率的影响大;进气质量流量较小的体系比较大的体系在重整产氢方面的效果好.试验和数值模拟得到的结果比较一致.

一种微细通道内甲烷/湿空气滞止流厚度确定方法

本文针对微细通道内流体的流动和燃烧提出了近壁面处存在滞止流的新观点,通过一定的理论分析证明了滞止流存在的可能性,并基于燃烧特性,采用理论方法提出了一种滞止流厚度的定义方法。基于近壁面处滞止流可能的速度特性,存在燃烧时,提出了可采用基于沿y方向扩散速度u_d和沿x方向流动速度u_f变化特性定义滞止流厚度,当u_d=1000uf时所获得流体转折高度y_c即为滞止流的厚度。