1、針對質子交換膜燃料電池(PEMFC)的氫燃料供給問題,本文提出了甲醇的水蒸汽重整現場制取氫氣的技術,為該技術的實現設計了一種微通道催化層疊式平板反應器,并通過對反應器中的流動、熱質傳輸和催化反應過程進行數值研究為實驗提供指導。文章首先介紹反應器的結構、催化劑的制作方法以及實驗系統構成。該反應器采用雙流體通道布置,即加熱通道和反應通道,甲醇的水蒸汽重整反應在反應通道中進行,而加熱通道的作用在于為反應提供必需的熱量,兩通道相互隔開。催化劑由

2、冷氣體動力噴涂方法制取,它為一層致密的薄膜,能有效克服內擴散從而減小傳輸阻力,重整反應便發(fā)生在其表面之上。然后在此基礎上,建立了一個反應單元的二維穩(wěn)態(tài)模型。模型的求解采用的是商業(yè)軟件FLUENT6.1.22,模型中的化學反應使用該軟件中的表面反應模塊進行模擬。由于實驗尚未開展,文中所使用的反應動力學模型為借鑒他人研究成果。文章模擬了不同通道尺寸、不同進口參數、不同進口溫度以及不同進口水醇比對反應進行程度、出口物質組成情況和出口溫度的影響

3、,并通過對比得到以上參數的最佳值:反應通道高度為1mm、長度為10mm;反應物進口溫度為523K、進口水醇比為1.3;加熱空氣進口溫度650K、進口速度3m/s。再將這些參數進行組合比并求解,結果表明,出口處甲醇接近完全轉化,CO和H2的體積含量分別為1.7％和68%,CO2的選擇性為92.7%。文章還對微通道改善傳熱效果的作用進行量化分析,計算得到加熱通道和反應通道之間的總傳熱系數可達766.6 W/( m2? K),而通常情況下從氣