自热制氢反应器研究进展

介绍了同心圆式反应器、板式反应器、壁反应器、微通道反应器在自热重整反应制氢中的特点。同心圆式反应器的传热是控制步骤,为强化传热而开发了空间形状不同和流体经过反应器不同腔体的先后顺序不同的反应器;板式反应器易于组装、拆卸和放大,而且热效率也比较高,是目前十分活跃的研究领域,重点在于操作参数和设计的优化及其高效壁载制氢催化剂的研制;壁反应器的反应表面和换热表面不分离,具有较高的热量耦合效果;微通道反应器具有优越的传热性能,但对加工和流体的性质有比较苛刻的要求。另外,不同燃料制氢机理的研究及其过程参数的稳态、瞬态模拟,为反应器的设计提供了理论依据。而制氢过程并行单元的研究为系统的集成奠定了基础。最后,指出开发板式壁反应器以及开展其在CO变换、净化方面的研究有较好的发展前景。

氢气燃烧对自热透氢膜反应器的影响

设计了一种新型的钯膜自热反应器体系,利用钯膜的透氢和换热的作用,燃烧部分氢气来提供热量。通过建立一维拟均相管壳式结构的膜反应器模型,将反应器控制方程、动力学数据、膜渗透数据,以及组分的物理化学性质通过Matlab编程计算,比较了氢气均相燃烧和催化燃烧2种动力学对反应器的影响。结果表明,在没有燃烧催化剂的情况下,反应器易发生爆炸,而有催化剂可以避免爆炸,并且能够提高反应器的处理量。指出催化燃烧加快氢气燃烧速率、避免氢气在燃烧一侧的积累是反应器安全操作的关键。

有机氢化物自热供氢反应器模拟

采用幂函数型动力学模型,对十氢萘气相脱氢实验数据进行非线性最小二乘拟合,得到关于十氢萘反应级数为0.585,活化能为59.012 k J/mol的动力学方程。对同心套管式反应器中十氢萘气相脱氢和氢气催化燃烧的耦合反应进行了理论研究,分析并排除了脱氢反应催化剂颗粒内及气固相间传质及传热阻力影响,建立了一维拟均相稳态反应器模型,考察了进料空气氢气比例、脱氢侧和烧氢侧进口流量、并逆流方式对反应器性能的影响。最终设计出1.7 L的反应器单元,反应器理论产氢速率达7.69 mmol/s,可满足1 k W的燃料电池发电供氢需求。

甲醇气相脱水制二甲醚自热型与均温型反应器模拟设计

根据甲醇气相脱水制二甲醚反应的特点，提出自热型与均温型两类新型二甲醚反应器；设计了两类反应器的结构、尺寸、操作条件；考察了反应条件变化对操作结果的影响；将这两类反应器与现用的绝热型反应器进行了比较。

催化燃烧加热甲醇重整制氢反应器性能研究

为优化甲醇催化燃烧加热的甲醇水蒸气重整制氢反应器性能,采用数值模拟的方法研究了反应器内耦合化学反应的传热传质过程,分析了进口流量、进料温度和水醇比对温度和反应性能的影响。结果表明:反应器温度分布受到吸放热反应的影响,并且由于热量不平衡而容易产生热点。进料温度对反应器温度影响较小,接近重整通道平均温度可以减小进口处温升。增加水醇比有利于提高甲醇转化率,但造成CO浓度轻微增加。当重整通道进口流量为2.0×10^(-7) kg/s,燃烧通道进口流量为9×10^(-8) kg/s,进料温度为543.15 K,水醇比1.3时,反应器内最大温差达到最小值为15.82 K,重整通道内平均温度为544.34 K,出口H_(2)摩尔分数为0.63,CO摩尔分数为0.0034。

海外化工

日拟结合产学界开发塑料光纤 日本经济产业省准备投注近两亿日元预算,结合产业及学术界,开发以塑料材质取代玻璃材质的新一代光纤,以求降低成本,同时希望普及到一般家庭用户。