20世纪80年代以来,由于技术的进步以及对并行分布式生产理念认识的深入,许多过程系统呈现出微型化的发展趋势,微化工技术也因此应运而生。微反应技术作为微化工技术的重要组成部分,是微系统技术在反应工程领域的拓展和延伸。目前,部分国外研究者已开始烃类部分氧化、传递控制的多相反应、强放热反应、有毒害或爆炸危险反应等一大类常规条件下受限制的反应过程的微尺度化研究。氢气催化燃烧过程是许多过程系统能量回收的一个重要环节,在常规尺度下,由于很宽的爆炸极限和强的放热效应,因而受到限制。在燃料电池车载氢源系统中,实现氢气催化燃烧器的微型化和安全操作具有十分重要的意义,微尺度反应 器在这方面具有很大的应用前景, j等已开始将错流换热式微通道反应器成功应用于燃料电池阳极尾氢的催化燃烧 。本文以燃料电池车载氢源系统氢气催化燃烧器微型化为研究背景,对微通道反应器内氢气空气的催化燃烧 反应过程的流动和反应行为进行了分析和研究。
结 论
(1)由于微尺度反应器具有小特征尺度,可使处于爆炸极限内的氢氧催化燃烧反应在高空速、低压降下安全地进行。
(2)对微通道反应器内氢气空气催化燃烧过程而言,反应温度对过程结果的影响最为显著。在反应温度150℃ 、空速1.0×10hˉ¹、入 口浓度 8%(too1)下、转化率达到 90%.表明微通道反应器对强放热快速反应具有相当高的操作潜力,同时对该类反应的动力学测定亦具有重要的意义。
(3)建立的二维非均相反应器模型和动力学模型能较好地模拟高空速下反应器内的流动和反应行为。