微通道甲醇重整制氫過程的熱管理研究.pdf

1、甲醇微通道重整制氫是燃料電池所急需的燃料處理技術(shù)的重要發(fā)展方向，微通道重整反應(yīng)是涉及微觀熱質(zhì)傳遞、催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等物理和化學(xué)勢(shì)差耦合驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜過程。本文綜合分析帶有催化劑功能表面的相界面微系統(tǒng)對(duì)甲醇水蒸氣重整反應(yīng)機(jī)理影響，微通道微結(jié)構(gòu)尺度效應(yīng)對(duì)的微觀熱質(zhì)傳遞效果的改善，以及操作參數(shù)變化與組分溫度等的演化規(guī)律，為微通道熱管理研究提供合理方案。
　　 本文通過數(shù)值模擬，將微系統(tǒng)的催化劑功能介質(zhì)設(shè)定為一定孔隙率和滲透率的多孔介質(zhì)，微反

2、應(yīng)過程中的多勢(shì)差耦合驅(qū)動(dòng)規(guī)律以反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方式表示。在模型考慮中將催化層相界面對(duì)流動(dòng)阻力的影響以動(dòng)量源項(xiàng)的形式給出，甲醇水蒸氣重整反應(yīng)引起的組分以及能量變化分別用組分源項(xiàng)和能量源項(xiàng)代表，建立完善物理、化學(xué)耦合驅(qū)動(dòng)的相界面微觀傳遞分析模型，進(jìn)行了理論研究。本文就影響環(huán)境熱管理的幾個(gè)重要影響因素進(jìn)行模擬分析，揭示包括微通道結(jié)構(gòu)尺寸、催化劑布置、加熱條件及反應(yīng)操作條件等因素對(duì)微重整系統(tǒng)的熱質(zhì)管理影響，詳細(xì)討論各種因素與內(nèi)部反應(yīng)機(jī)理變化的關(guān)聯(lián)機(jī)制