天然气重整器内部传递过程的数值模拟

【摘要】：天然气通过重整反应可以生成氢气,成为燃料电池氢原料的重要来源。目前紧凑型天然气重整器的开发设计,主要集中在材料方面的研究,而内部机理方面的研究较少。对天然气重整器内部流动与传热现象进行了模拟与分析。分析中考虑了化学反应的影响,采用了耦合的边界条件以及可变的热物性参数,建立了描述流通管道和多孔催化剂层内部流动与传热现象的三维数学模型。采用SIMPLE算法对模型进行求解,得到了化学反应速率、混合气浓度以及温度等的空间分布。结果表明,化学反应限制在厚度约为1mm的催化剂薄层内进行,沿主流动方向,CH4浓度由19.5%降到7%左右,H2浓度由4.1%上升到13%左右,混合气温度上升约10℃。研究结果对天然气重整器的开发、结构设计具有参考意义。 【作者单位】：
【关键词】： 燃料电池 天然气 重整器 传热 传质 数值模拟 流动方向 水蒸气重整反应 化学反应 传递过程
【基金】：国家自然科学基金资助项目(编号:50706004) 辽宁省2007年博士启动基金的资助
【分类号】：TE64
【正文快照】： 天然气(甲烷占97%以上)通过重整反应生成的氢气,可成为燃料电池氢原料的重要来源。近年出现的紧凑型天然气重整器由燃烧与重整两个平行管道组成,具有热传导的距离以及气体扩散路径短的优点,降低了重整器中的传热、传质阻力。因此,该重整器不仅能量利用率较高,也使得体积大大

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