车用甲醇重整制氢反应器设计及催化换热性能的研究

摘要

甲醇燃料汽车是利用发动机尾气余热提供能量催化甲醇重整制氢,将反应后的产物作为燃料通入气缸内燃烧,为发动机提供动力,可以实现汽车节能,降低排放污染.甲醇重整反应器对汽车动力性能影响至关重要,为了使反应气体达到催化反应温度,设计适当的反应器并模拟其催化换热过程尤为关键.通过热力计算设计了螺旋管式和直管式两种甲醇反应器,建立反应器模型,以化学反应宏观动力学模型为基础,基于Fluent软件对反应器的换热及化学反应过程进行数值模拟.通过对反应器的温度场、流场及各组分浓度分布等模拟结果进行分析,比较了螺旋管与直管反应器换热性能的差异.同时改变边界条件,分别探讨了水醇比、冷流流量、热流流速对反应器催化换热性能、甲醇转化率及氢气产出量的影响.