重力作用下甲烷催化部分氧化积炭特性数值分析.pdf

学兔兔 化 工 进 展 2012年第31卷第4期 CHEMICAL INDUSTRYAND ENGINEERING PROGRESS ·839· 重力作用下甲烷催化部分氧化积炭特性数值分析 孙志伟 ～，张 力 ～，闫云飞 ， ( 低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室 (重庆大学)，重庆 400030； 重庆大学动力工程学院，重庆 400030) 摘 要：为了研究微尺度下甲烷催化部分氧化反应在重力作用下的反应特性，考察了定C／O比情况下各个壁面 的积炭量随着壁温和催化剂活性位密度变化的特性。研究结果表明：在壁温和C／O比一定，催化剂的活性位密 度为1．66 mmol／m 时，甲烷转化率和出口氢气的质量分数达到最大值，分别为99．10％和12．39％；重力的存在， 使得沿重力方向的壁面积炭量增加，重力反方向的壁面积炭量减少，在温度低于1500 K时，沿壁面的积炭量随 着催化剂活性位密度的增加而降低，当温度在1500K时，积炭量基本为零。 关键词：微细腔；重力；积炭；催化剂活性位密度 中图分类号：TK16 文献标志码：A 文章编号：1000—6613(2012)04—0839—05 Numerical analysis on the characteristics of carbon deposition of catalytic partial oxidation of methane under gravity SUNZhiwei 2 ZHANG Li 2 ， ， YAN Yunfei ， (1Key Laboratory ofLow．grade Energy Utilization Technologies and Systems(Chongqing University) ， Ministry ofEducation，Chongqing 400030，China； School ofPower Engineering， Chongqing University，Chongqing 400030，China) Abstract：In order to study the reaction characteristics of catalytic partial oxidation of methane in micro．chamber，the characteristics of carbon deposition via temperature and density of metal active sites at certain C／0 were investigated．The results show：at certain wa11 temperature and C／0，methane conversion rate and mass fraction of outlet hydrogen reach their maximum values，which are 99．1 0％ and 12．39％respectively when density of metal active sites is 1．66 mmol／mz