Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình hóa quá trình reforming methanol thành hydro bằng hơi nước với dòng nhiệt phân bổ dọc theo vi kênh
Tóm tắt
Dòng hỗn hợp phản ứng giữa methanol và hơi nước trong một vi kênh 2D đã được nghiên cứu một cách số học khi kích hoạt các phản ứng trên bề mặt kênh. Mô hình này được thực hiện trong khuôn khổ của các phương trình Navier — Stokes cho dòng chảy lớp mỏng của khí nén nhiều thành phần. Các mối tương quan giữa các quá trình nhiệt, khuếch tán và hóa lý đã được nghiên cứu dưới điều kiện phản ứng thu nhiệt mạnh và cung cấp nhiệt bên ngoài được phân bổ dọc theo kênh. Kết quả cho thấy không chỉ lượng nhiệt cung cấp cho vùng phản ứng là quan trọng mà cả chế độ cung cấp nhiệt dọc theo chiều dài kênh cũng rất quan trọng, điều này cho phép tối ưu hóa reactor nhỏ gọn cho quá trình sản xuất hydro.
Từ khóa
#methanol #hơi nước #reforming #vi kênh #phản ứng thu nhiệt #khí nénTài liệu tham khảo
G. Kolb and V. Hessel, Micro-structured reactor for gas phase reaction, Chem. Engng. J., 2004, Vol. 98, P. 1–38.
R. Kusakabe, S. Morooka, and H. Maeda, Development of a microchannel catalytic reactor system, Korean J. Chem. Engng., 2001, Vol. 18, No. 3, P. 271–276.
V.V. Kuznetsov, O.V. Vitovsky et al., Hydrodynamics and heat and mass transfer at chemical conversions in slot reactors, J. Engng. Thermophys., 2007, Vol. 16, No. 2, P. 99–106.
L.F. Brown, A comparative study of fuels for on-board hydrogen production for fuel-cell-powered automobiles, Int. J. Hydrogen Energy, 2001, Vol. 26, No. 4, P. 381–397.
R. Kumar, S. Ahmed, and M. Krumpelt, The low temperature partial-oxidation reforming of fuels for transportation fuel cell systems, in: Fuel Cell Seminar Abstr., Nov. 17–20, 1996, Orlando, FL, P. 750–753.
R. Peters, H.G. Dusterwald, and B. Hohlein, Investigation of a methanol reformer concept considering the particular impact of dynamics and long-term stability for use in a fuel-cell-powered passenger car, J. Power Sources, 2000, Vol. 86,Iss. 1–2, P. 507–514.
S. Ahmed and M. Krumpelt, Hydrogen from hydrocarbon fuels for fuel cells, Int. J. Hydrogen Energy, 2001, Vol. 26, No. 4, P. 291–301.
J. Frauhammer, G. Eigenberger et al., A new reactor concept for endothermic high-temperature reactions, Cheml. Engng. Sci., 1991, Vol. 54,Iss. 15–16, P. 3661–3670.
P. Pfeifer, A. Kölbl, and K. Schubert, Kinetic investigations on methanol steam reforming on PdZn catalysts in microchannel reactors and model transfer into the pressure gap region, Catalysis Today, 2005, Vol. 110,Iss. 1–2, P. 76–85.
B.A. Peppley, J.C. Amphlett, L.M. Kearns, and R.F. Mann, Methanol-steam reforming on Cu/ZnO/Al2O3 catalysts. Pt. 2. A comprehensive kinetic model, Appl. Catalysis A., 1999, Vol. 179, No. 1, P. 31–49.
D.A. Hickman and L. D. Schmidt, Steps in CH4 oxidation on Pt and Rh surfaces — high-temperature reactor simulations, AIChE J., 1993, Vol. 39, No. 7, P. 1164–1177.
A.D. Chaniotis and D. Poulikakos, Catalytic partial oxidation methane reforming for fuel cells, J. Power Sources, 2005, Vol. 142, P. 184–193.
O. Deutschmann and L.D. Schmidt, Modelling the partial oxidation of methane in a short-contact-time reactor, AIChE J., 1998, Vol. 44, No. 11, P. 2465–2477.
H.G. Park, J.A. Malen, W.T. Piggott et al., Methanol steam reformer on a silicon wafer, J. Microelectromechanical Systems, 2006, Vol. 15, No. 4, P. 976–985.
E.A. Mason and S.C. Saxena, Formula for the thermal conductivity of gas mixtures, Phys. Fluids, 1958, Vol. 1, P. 361–369.
C.R. Wilke, Viscosity equation for gas mixtures, J. Chem. Phys., 1950, Vol. 18, P. 517–519.
N.B. Vargaftik, Handbook of Thermal Physical Properties of Liquids and Gases, Begell House, New York, 1996.