微细通道内甲烷部分催化氧化的数值模拟

摘要

基于详细基元反应机理，对微细通道内Rh 催化剂表面低浓度CH4部分催化氧化的反应特性进行了数值研究，重点考察了进口温度、CH4/O2 体积比以及H2O对CH4部分催化氧化的影响。结果表明：在Rh 催化剂表面，CH4的反应为动力学控制，而O2的反应为扩散控制；由于O2的高反应性，CH4 首先与O2 发生氧化反应，完全氧化产物和部分氧化产物均有生成；当O2 被消耗以后，CH4与H2O 发生重整反应，而CO2的重整反应没有发生；C/O 体积比的增加会导致重整区积碳量的增加，从而CH4的转化率以及部分氧化产物的生成量降低，甚至重整反应停止；添加H2O 能够有效地抑制积碳，并促进 H2和CO2的生成。