热科学与技术

作者：刘 朋,孙嘉明,蒋怡晨,陈海军

单位：南京工业大学 机械与动力工程学院,南京工业大学 能源科学与工程学院,南京工业大学 机械与动力工程学院,南京工业大学 机械与动力工程学院

关键词：太阳能热化学,甲烷干重整,用户自定义函数,反应动力学,积碳,

基金：国家自然科学基金面上项目(51676096)

采用Fluent软件耦合导热、对流、辐射以及反应动力学,建立了太阳能驱动甲烷干重整数值模型,研究了泡沫金属反应器内部甲烷干重整的热化学反应特性。计算得到了反应器内部温度场分布和各组分浓度分布,获得了进气流速和CH4/CO2比对反应物转化率、产物产率、积碳量和H2/CO比的影响。结果表明：集中的太阳辐射在反应器前端形成一个高温核心区,重整反应在该区域最为活跃。反应物浓度沿反应器轴线方向迅速降低,产物浓度沿反应器轴线方向迅速上升。在一定范围内增大进气流速,能够提高H2产率,虽然CH4和CO2转化率有所降低,但能有效的抑制积碳的生成,且能提高H2/CO比。较低的CH4/CO2比能够提高CH4转化率,且能有效的抑制积碳的生成,H2产率在CH4/CO2比为2/3时达到最大值56%。

来源：2024年第3期

《热科学与技术》期刊编辑部

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