用于氫氣生產的鈀膜自熱式反應器的設計、分析、比較和優(yōu)化.pdf

1、氫能作為一種清潔能源，對目前的化石能源短缺和日益嚴峻的環(huán)境問題是一種理想的替代能源。無機膜反應器作為一種新型的反應器形式越來越多的應用于制氫領域，尤其是鈀膜反應器，以其收集超純氫氣的能力和對化學平衡移動的促進使得其在重整制氫領域得到廣泛關注。本文通過調查文獻，總結前人成果的基礎上提出一種新型的膜反應器——鈀膜自熱式反應器，用于氫氣的制備。
　　膜反應器采用管殼式形式，用一維模型模擬，通過將管程和殼程的控制方程，膜滲透方程，動力學數

2、據和熱力學數據，組分的物理化學性質及混合規(guī)則方程通過MATLAB編程計算，分析鈀膜反應器的基本行為，包括有無燃燒催化劑對反應器的影響，基準操作模擬，參數變化對反應器性能的影響等。為了進一步探究鈀膜自熱式反應器的優(yōu)勢，我們同樣將鈀膜自熱反應器與傳統(tǒng)自熱反應器進行了比較，通過將兩種反應器在不同操作條件下的優(yōu)化結果進行比較觀察是否鈀膜自熱反應器具有優(yōu)勢。最后，提出了多管鈀膜自熱反應器用于解決反應器溫度高的問題。
　　模擬結果顯示，無燃燒

3、催化劑在本文的操作條件下有危險性，可能會引發(fā)爆炸，而有燃燒催化劑則使兩側反應更加匹配，且加強反應器的處理能力。進料溫度，空碳比通過影響反應器溫度來改變反應器性能，壓力，空速以及水碳比則通過影響膜兩側氫氣分壓來影響氫氣的透過進而影響反應器行為。其中，空碳比的選擇有很大影響，低空碳比無法提供足夠熱量，而高空碳比則消耗過多氫氣。通過與傳統(tǒng)反應器比較發(fā)現，鈀膜自熱式反應器在氫氣收率上有很大優(yōu)勢，改進的多管鈀膜反應器可以有效降低反應器溫度，但需要