冉景煜
,
涂维峰
工程热物理学报
微动力装置中碳氢燃料催化燃烧被认为是有效的方法,但燃烧室内燃料催化重整普遍存在由积碳导致的催化剂失活等问题.本文采用数值方法研究了微细腔中甲烷湿空气在镍基催化剂上的自热重整反应,重点分析含湿量对甲烷自热重整反应及积碳特性的影响.结果表明:含湿量将增强甲烷重整反应;自热反应散热量和表面积碳浓度均随含湿量增加而降低.混合物质量流量为36 g/h时,当含湿量d＞1.20 kg/kg后,甲烷转化率、氢气质量分数和积碳浓度变化幅度很小,分别接近 53.1%、3.07%和2.40x10-6 kmol/m2.
关键词:
微细腔
,
甲烷湿空气
,
自热重整
,
积碳
,
含湿量
冉景煜
,
涂维峰
,
闫云飞
,
陈兵兵
工程热物理学报
针对微动力装置中重整腔内催化剂表面容易积碳,重整反应需要大量能量等问题,在重整腔入口引入氧气,使甲烷发生部分氧化反应为催化重整提供热量.本文采用数值方法研究了微细腔中CH4/O2/H2O镍基催化剂上的自热重整反应,重点分析CH4/O2/H2O混合物组分对甲烷自热重整反应及积碳的影响.结果表明:在混合物组分CH4/O2/H2O摩尔比为1:0.2:2时,甲烷自热反应放热量刚好能满足甲烷重整反应的需求,氢气质量分数较高为3.32%,积碳浓度较低为1.19×10-6kmol/m2.
关键词:
微细腔
,
自热重整
,
积碳
,
混合物组分
冉景煜
,
涂维峰
,
赵柳洁
工程热物理学报
针对微动力装置中重整腔内强吸热重整反应和催化剂积碳等问题,耦合甲烷部分氧化反应,实现系统自供热并抑制积碳.为了优化微细腔内甲烷湿空气自热重整反应条件,采用数值方法研究预热温度为800 K,不同水碳比下,氧碳比对绝热的微细腔内甲烷湿空气自热重整反应的影响.结果表明:反应气中水碳比为1～2.5,微细腔内甲烷湿空气自热重整的最佳氧碳比为0.2～0.225,可以获得最大出口氢气质量分数4.52%～4.81%和较低的积碳浓度0.6612～0.3833 mmol/m2.
关键词:
微细腔
,
自热重整
,
积碳
,
氧碳比
涂维峰
,
冉景煜
,
张力
工程热物理学报
在严格的动力学控制下研究了甲醇催化燃烧反应动力学本征特性.铂催化剂上甲醇催化燃烧由氧气在催化剂上的活化过程控制,催化燃烧速率受限于铂表面的活性氧原子浓度;甲醇催化燃烧速率等于氧气在催化剂表面上的活化速率,随氧气分压增加而线性增加而不依赖于甲醇的分压.催化燃烧反应速率常数随催化剂颗粒直径减小而降低,随铂原子配位数减小而降低,由于少部分活性组分更容易吸附在铂催化中低配位数的原子上限制了氧气的活化过程.在微量催化剂的协助下甲醇就能实现稳定的低温催化燃烧,因而能有效地改善微细燃烧器内燃烧特性.
关键词:
催化燃烧
,
甲醇
,
氧气活化
,
颗粒直径
,
动力学本征
