基于烧结微纤复合结构材料微反应器中氢气的催化燃烧

摘要

微反应技术因具有强化传质传热，结构简单，无放大效应，操作条件易于控制和安全可靠等优点，被公认为化学工程学科新的重要方向之一。微反应器的小型化和高度集成特点，为用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的移动制氢技术的发展提供了广阔前景。烧结金属微纤结构化细粒子复合材料，是一种发展过程强化和微反应技术的新结构和新材料[1]，这种独特的微纤结构材料可将大空隙率、小尺度(颗粒)、多孔结构、大表面积、良好导热性以及独特的形状因子等有利于改善反应床层传质/传热和反应器灵活设计的诸多因素一体化。基于这种新结构材料，我们正在发展集成催化燃烧供热、微换热及甲醇重整反应的移动制氢微反应器。 本文考察了催化燃烧通道中操作条件对氢气/空气催化燃烧反应的影响。结果表明，处于爆炸极限内的氢气/空气催化燃烧可以在结构化微反应通道中安全进行，氢气入口浓度28.5mol％，空速2.0×10-5h-1，起燃温度83°C下，转化率高达92.2％。