多孔介质卷式反应器中甲烷超绝热富燃制氢的数值研究

"内置多孔介质卷式反应器内甲烷富燃制氢的数值模拟 (2010年)" 本文是一篇工程技术领域的论文，详细探讨了利用内置多孔介质卷式反应器进行甲烷富燃制氢的过程。通过计算流体力学(CFD)和详细化学反应机理的结合，作者进行了数值模拟，旨在理解超绝热条件下甲烷的富燃制氢特性。在多孔介质中，甲烷的燃烧温度显著高于其绝热火焰温度，这使得在超绝热条件下富燃制氢成为可能。 研究关注了两个关键参数对反应过程的影响：当量比和预混气体流速。当量比是指燃料和氧化剂的摩尔比例，而预混气体流速则影响反应的动态行为。模拟结果表明，随着当量比和气体流速的增加，甲烷转化为氢气的效率提高。这一发现对于优化反应条件以获得更高氢气产量和能效具有重要意义。 文章还对比了数值模拟结果与实验数据，两者表现出良好的一致性，验证了模型的可靠性和预测能力。这种内置多孔介质卷式反应器的设计和操作方式有望提高制氢效率，减少能源消耗，并可能降低环境污染。 此外，文中提到的超焓燃烧是一种高效的燃烧方式，它允许燃料在高于常规绝热火焰温度的条件下燃烧，从而提高能量转换效率。这种技术在解决全球温室效应和提高能源利用效率方面具有潜在应用价值。 天然气制氢是当前广泛研究的领域，尤其是作为清洁能源的氢气，被认为是未来能源结构的重要组成部分。天然气，尤其是甲烷，因其丰富的储量和相对较低的碳排放，成为了主要的氢气生产来源。甲烷水蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整是常见的制氢方法，而自热重整因其能同时进行放热和吸热反应的独特优点，被认为是一种先进的技术。 固定床反应器是传统自热重整工艺中的常用设备，但本研究提出的内置多孔介质卷式反应器提供了一种新型的结构，可能带来更好的传热性能和更均匀的反应场，从而改善整体反应效率。 这篇论文深入研究了内置多孔介质卷式反应器在超绝热条件下富燃制氢的过程，揭示了关键参数对其性能的影响，并为优化制氢工艺提供了理论依据。这对于推动氢能技术的发展和清洁能源的应用具有重要贡献。