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摘要
采用COMSOL-Multiphysics软件,针对Fe基催化剂费托合成反应动力学特性,建立了耦合流动、传热、传质、化学反应多物理场的二维数值计算单元模型,研究微通道内的费托合成反应。重点研究了催化剂涂层厚度、冷却介质流速对微通道内传热传质、费托反应产物分布的影响规律。模拟结果表明:沿反应通道轴向方向,催化剂涂层温度呈先升高后降低的趋势;随着催化剂涂层厚度的增加,温度峰值出现的位置逐渐远离出口,CO转化率提高,CH4的选择性增大,而C5+的选择性逐渐减小;提高冷却介质流速有利于实现较好的温度控制,显著降低CH4的选择性,提高C5+选择性;对于截面尺寸为0.6×0.6mm2、长度为200mm的微通道结构,较佳的催化剂涂层厚度为0.1mm,随着冷却侧冷却能力的增强,较佳的催化剂涂层厚度变大。
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单位化学工程联合国家重点实验室; 华东理工大学
