探究甲醇制氢反应器的模拟研究

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1、北京化工大学硕士学位论文甲醇制氢反应器的模拟研究姓名：魏昆申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：纪培军20090605北京化工大学硕士学位论文甲醇重整制氢反应器的模拟研究摘要甲醇蒸汽重整制氢的反应温度低(200~300℃)，工艺条件缓和，具有很高的氢碳比(H／C)，并且易于运输，是目前为汽车燃料电池提供氢源的理想途径。本文在Peppley等人提出的甲醇蒸汽重整反应机理的基础上建立了甲醇重整制氢反应器的模型。依据所建立的模型对不同压力及空速下甲醇的转化率进行了模拟并与实验数据进行了对比，结果显示甲

2、醇转化率的模拟值与实验数据有较好的吻合(相对误差1．13％)。在所建立模型的基础上，讨论了入口温度，压力，参与重整反应的甲醇(凡且)和参与燃烧反应的甲醇(凡’B)之间的比值，水醇L卜,(S／M，steam．methanolratio)以及空气与燃烧甲醇的比值对甲醇转化率、反应器内最高温度、CO的产率以及单位甲醇制氢量的影响。通过对入口温度‰"凡柏‰'B以及水醇比S／M的相关讨论，对甲醇水蒸汽重整反应器进行了优化。关键词：反应机理；甲醇重整反应器；膜反应器北京化工大学硕上学位论文SIMULATIoNO

3、FMETHANOLREFORMINGREACTORABSTRACTMethanolisoneoftheidealhydrogensourceforthefuelcell，becausetheconditionofitismoderateandit’Seasyfortransport．Areactorsimulationresearchwascarriedout．Themodelforamethanolreformingreactorisestablished，whichisbasedonthemec

4、hanismoftheproductionofhydrogenfromthemethanol—steamreformingproposedbyPeppley．Thesimulationofsteamreformingofmethanolhasbeencarriedout，andtheresultiscomparedwiththeexperimentdataofdifferentoperatingconditions．Theresultsshowthattherelativeerrorbetweent

5、hesimulationresultandtheexperimentdatais1．13％．Theinfluenceoftheinlettemperature，pressure，FM，R／FM，B，steam—methanolratioandF矗FMBontheperformanceofthemethanolsteamreformingreactorisdiscussed．Finallytheoperationconditionsofthereactorareoptimized．KEYWORDS：r

6、eactionmechanism，methanolreformingreactor，membranereactorⅡ北京化工大学硕上学位论文符号说明积分常数，J-(mol·K)-1燃烧室内催化剂的接触面积，m2；理想气体热容方程中的常数积分常数，J．(mol·K2)‘1理想气体热容方程中的常数浓度，mol·m弓积分常数，J-(mol·ic3)。1定压摩尔热容，J-(mol·K1。理想气体热容方程中的常数活化能，kJ·tool以流率，tool·s．1摩尔反应焓，J-mol‘1标准摩尔反应焓，J-mol

7、。氢气透过量，mol·(m2·s)．1甲醇在空气中燃烧反应速率常数，s-1催化燃烧反应速率常数，m·s-1压力，bar指前因子，tool·m·(me．s．kPao·5)‘1热传递总量，J·s．1反应速率，mol·(m2·s)-1甲醇燃烧速率，mol·s-1甲醇制氢催化剂的单位质量接触表面积，m2·k91温度，K传热系数，W·K．1催化剂空隙和不含催化剂的部分所占的体积，m3催化剂质量，kg反应器长度，m参与重整反应的甲醇转化率，％产率，％衄彳曲口cc血钐。历F胡槲垭岛恕P胁Q厂协队r似‰矿工zy北京

8、化工大学硕士学位论文下标：艿氢膜的厚度，m燃烧室催化剂空气氢膜管甲醇重整反应器，重整反应水蒸气，WGS反应a【rBQgKMRW北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：纽丝日期：至!12笙五因竺旦关于论