CH4-CO2热化学储能系统反应机理的数值仿真

作者：乔丽洁; 陈海峰; 张悦

来源：化学与生物工程, 2019, 36(06): 34-39.

• 热化学储能系统
• 反应机理
• 催化剂
• 数值仿真
• 甲烷干重整

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。

• 单位
  宝钛集团有限公司; 陕西科技大学; 机电工程学院