用于分布式制氢的甲烷蒸汽重整膜反应器的数值模拟

摘要：

采用反应-分离集成的膜反应器进行分布式制氢,对简化工艺、降低能耗、提升技术经济性至关重要.本文采用数学模型对甲烷蒸汽重整制氢过程膜反应器进行模拟,系统分析了渗透侧操作策略、反应压力、反应温度、钯基膜性能、催化剂性能对反应器行为的影响;并以1m3/h甲烷最大程度转化为目标进行分布式制氢案例分析,详细比较膜反应器技术与"常规反应器+膜分离"工艺技术.结果表明,膜反应器在反应压力30atm(1atm=101325Pa)、反应温度500℃下操作可实现紧凑设计,比"常规反应器+膜分离"工艺技术具有明显优势,但是亟需研发更佳活性(10倍)的钯基膜和催化剂以实现显著的过程强化.模拟结果可为不同规模分布式制氢膜反应器的操作与设计及进一步的性能强化提供指导.

关键词：甲烷蒸汽重整、制氢、膜反应器、数学模型、操作与设计、过程强化

所属期刊栏目：41

分类号：TQ032(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金22008137

在线出版日期：2022-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3446-3454