多孔介质内H2S超绝热燃烧制氢的数值模拟

为探索H2S在多孔介质内超绝热燃烧裂解制硫制氢的机理,采用计算流体力学(CFD)与CHEMKIN相结合的方法,使用标准k-ε湍流模型和一个17组分、57步复杂化学反应机理,模拟了H2S在直径为3 mm的Al2O3圆球堆积成的多孔介质内的燃烧,模拟结果与实验数据基本吻合.模拟结果显示:多孔介质内H2S的燃烧温度超过了绝热燃烧温度,为H2S的裂解制硫制氢提供高温环境,富燃条件下H2S部分地裂解生成单质硫和氢气.另外,对采用的复杂化学反应机理是否适用于多孔介质内H2S燃烧时各向异性火焰的模拟作了有意义的探索.

内置多孔介质卷式反应器富燃制氢实验研究

设计了一个新型内置多孔介质卷式制氢反应器,进行了天然气/空气预混气在当量比1.25～2.50,总流量60L/min～120L/min条件下的富燃实验,研究其自热重整制氢的燃烧特性.结果表明,富燃情况下可实现自维持燃烧,自稳定响应时间较快;反应器Swiss-roll结构的有效预热与中心多孔介质的蓄热,可提高反应温度至1600K以上,实现超绝热富燃制氢;固定流量条件下,甲烷的转化效率与能量利用率随着当量比的变化而改变.实验中,氢气生成率与能量利用率分别为30%～57%、50%～84%.流量为120L/min,当量比为2.0时,尾气中H2浓度达22%,氢气生成率为57%,能量利用率为68%.

多孔介质内甲烷超绝热燃烧制氢联合概率密度模拟

为探索甲烷在多孔介质内超绝热燃烧裂解制氢的机理,采用计算流体力学与详细化学反应机理相结合的方法,使用标准k-ε湍流模型、联合概率密度函数和一个20组分,84步基元反应的详细化学反应机理,模拟了甲烷在直径为3 mm的Al2O3圆球堆积成的多孔介质内的燃烧,模拟结果与试验数据基本吻合.模拟结果显示:多孔介质内甲烷的燃烧温度比绝热燃烧温度超出数百摄氏度,富燃条件下氢气和一氧化碳大量生成.另外,采用的详细化学反应机理适用于多孔介质内甲烷燃烧时各向异性火焰的数值模拟.