CH4-CO2热化学储能系统反应机理的数值仿真

CH4-CO2热化学储能系统反应机理的数值仿真

论文摘要

催化重整反应器是热化学储能装置的核心设备,但由于反应器内部情况较为复杂多变,导致实验仅能获得不同催化剂下反应的宏观结果。为了获得反应器内部温度、压力、速度等因素对反应的影响规律,分析反应器内部的反应过程,揭示Ni/Al2O3/MgO催化剂和焦炭催化剂的催化机理,基于计算流体动力学,利用数值仿真方法,构建了催化重整反应器的三维模型,采用三维轴对称稳态不可压缩湍流有限速率模型,研究了不同催化剂及结构参数对反应的影响。结果表明:两种催化剂都能有效促进反应的进行;相比较而言,Ni/Al2O3/MgO催化剂在满足n(CO2)/n(CH4)=1、T=850℃、P=0.1 MPa的情况下,H2/CO比值更接近于1,对CH4-CO2热化学储能系统甲烷干重整(DRM)反应有更好的促进作用;采用Fluent软件分析热化学催化重整反应的反应规律较为可靠。

论文目录

  • 1 数值模型
  •   1.1 模型介绍
  •   1.2 控制方程
  •   1.3 模型验证
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 Ni/Al2O3/MgO催化剂作用下的反应规律
  •     2.1.1 温度、压力和速度分布云图 (图2)
  •     2.1.2 各组分摩尔浓度云图 (图3)
  •   2.2 焦炭催化剂作用下的反应规律
  •     2.2.1 温度、压力和速度分布云图 (图4)
  •     2.2.2 各组分摩尔浓度云图 (图5)
  •   2.3 两种催化剂的效果对比
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 乔丽洁,陈海峰,张悦

    关键词: 热化学储能系统,反应机理,催化剂,数值仿真,甲烷干重整

    来源: 化学与生物工程 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 有机化工,燃料化工,石油天然气工业

    单位: 陕西科技大学机电工程学院,宝钛集团有限公司

    基金: 陕西省教育厅专项科研计划项目(16JK1106)

    分类号: TQ426;TE665.3

    页码: 34-39

    总页数: 6

    文件大小: 1425K

    下载量: 89

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