微细腔内甲烷湿空气低温重整积炭特性的热力学分析.pdf

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1、第39卷第10期燃料化学学报Vo1．39No．1O2011年10月JournalofFuelChemistryandTechnology0ct．2011文章编号：0253—2409(2011)10-0759-07微细腔内甲烷湿空气低温重整积炭特性的热力学分析冉景煜，赵柳洁(重庆大学动力工程学院，重庆400044)摘要：微细腔内重整积炭会引起催化剂失活和孔道堵塞，甲烷低温自热重整技术的提出，既有利于实现微燃烧器中甲烷的持续稳定燃烧，又能有效降低热点和减少积炭。通过热力学分析，探讨常压下反应温度低于973K时微细腔内自热重整积炭的影

2、响因素及重整特性。结果表明，温度、空碳比及水碳比对积炭生成有重要影响。微细腔内积炭含量随温度升高先增大后减小；贫氧环境下，空碳比和水碳比的增加不仅对减少积炭有效，对氢气产生也有利；同时，甲烷自热重整系统与无水系统相比减碳性能优越。甲烷质量流量为6．6g／h、空碳比和水碳比分别为2和1时，积炭产生的温度为680K～850K，并在785K达到积炭质量分数的最大值为0．66％，此时甲烷转化率和氢气质量含量分别为53．43％和2．37％；且消碳对应的空碳比和水碳比分别约为2．4和1．1。关键词：微细腔；白热重整；积炭；无水系统；热力学分

3、析中图分类号：TK123文献标识码：AThermodynamicanalysisofcarbondepositionformethanereformingatlowtemperatureinmicro-combustorRANJing—yu，ZHAOLiu-jie(CollegeofThermalPowerEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Carbondeposifioncausedbyreforminginmicro．combustor

4、bringscatalystdeacfiv~ionandchannelsnarl—up．Thetechnologyofmethanewet—airautothermalreformingispresentedtorealizemethanelast，steady-statecombustionandtoreducecarbondeposition．Theeffectsforcarbondepositionbelow973Karediscussedbythermodynamicanalysisat0．1M【Painthispape

5、r．Resultsshowthattemperature．airmethaneratioandsteam—methaneratiocontributealottothecarbondeposition．Inmicro—combustor．carbondepositionincreaseswithtemperatureincreasingfirst，thendecreases；itisbeneficialtoreducecarbondepositionaswellastoproducehydrogenwithairandsteam

6、increaseunderleanoxygen；attheSalTletime，autothermalreformingcomparedwithnon—steamsystemissuperioronreducingcarbondepositioninmicro．combustor．WhenmethanemassflOWis6．6g／h，air—methaneratioandsteam．methaneratioarerespectively2and1inmicro—combustor，thecarbondepositiontemp

7、eraturerangeisat680K～850K．Thelargestmassfractionofcarbondepositionis0．66％andoccurredat785K，alSOthemethaneconversionrateandthemassfractionofhydrogenareapproximately53．43％and2．37％：andthat，requirementsofair．methaneratioandsteam—methaneratiotoeliminatethecarbondeposition

8、areabout2．4and1．1respectively．Keywords：micro—combustor；autothermalreforming；carbondeposition；non—steamsystem；thermodynamicanalysis随