甲醇重整制氢反应器内部微流道模拟研究

本文利用COMSOL软件对矩形板式微反应器的直流道以及正弦波形流道两种流道结构进行建模,并在两种流道内部进行甲醇重整制氢反应的模拟仿真,在两种流道结构内对比分析重整反应的结果,包括流速、压力分布及甲醇转化率等,并利用引入的表征传热性能、传质性能与流动性能的参数对在两种流道结构内的甲醇重整制氢性能进行综合评价。

中低温太阳热能的甲醇重整制氢能量转换机理研究

通过甲醇-水蒸汽化学反应,本文提出中低温太阳热能与甲醇重整反应结合的制氢新方法,探讨了中低温太阳热能与甲醇重整制氢过程的能量转换机理,分析了不同压力条件下的水碳比、反应温度对中低温太阳热能-甲醇重整制氢的影响规律。研究结果表明：集热180～240℃的低品位太阳热能（品位为0.34～0.42）将能更好地与甲醇重整反应所需的品位相匹配。在反应压力为1×1.01325×10^5 Pa,反应产物中H_2浓度可有望达到72%～75%,中低温太阳热能转化为化学能占燃料化学能的份额可达12%。该研究为低能耗制取清洁燃料氢提供了一条新途径。

中低温太阳热能与甲醇重整互补制氢实验研究

本文提出一种利用150-300℃中低温太阳能驱动的甲醇-水重整反应制氢的新方法,该方法操作温度远低于其他太阳能热化学制氢方式。在5 kW抛物槽式太阳能集热器、吸收/反应器上对制氢关键过程进行了实验研究。实验结果表明:甲醇转化率可达90%以上,产物氢气浓度为66%-74%;1 mol甲醇制氢量可达2.90 mol,接近理想状态3 mol;基于能量品位的概念,深入分析了这一过程的能量转换机理;并对制氢成本进行了初步分析。本文的研究成果为高效利用中低温太阳热能与低能耗、低成本制氢提供一条新途径。