Computational fluid dynamics modeling of the millisecond methane steam reforming in microchannel reactors for hydrogen production

制氢 蒸汽重整 微通道 毫秒 甲烷 甲烷转化炉 计算流体力学 环境科学 生产(经济) 核工程 石油工程 化学 工艺工程 化学工程 材料科学 机械 纳米技术 工程类 物理 有机化学 宏观经济学 经济 天文
作者
Junjie Chen,Xuhui Gao,Longfei Yan,Deguang Xu
出处
期刊:RSC Advances [Royal Society of Chemistry]
卷期号:8 (44): 25183-25200 被引量:15
标识
DOI:10.1039/c8ra04440f
摘要

Methane steam reforming coupled with methane catalytic combustion in microchannel reactors for the production of hydrogen was investigated by means of computational fluid dynamics. Special emphasis is placed on developing general guidelines for the design of integrated micro-chemical systems for the rapid production of hydrogen. Important design issues, specifically heat and mass transfer, catalyst, dimension, and flow arrangement, were explored. The relative importance of different transport phenomena was quantitatively evaluated, and some strategies for intensifying the reforming process were proposed. The results highlighted the importance of process intensification in achieving the rapid production of hydrogen. High heat and mass transfer rates derived from miniaturization of the chemical system are insufficient for process intensification. Improvement of the reforming catalyst is also essential. The efficiency of heat exchange can be improved greatly if the reactor dimension is properly designed. Thermal management is required to improve the reliability of the integrated system. Co-current heat exchange improves the thermal uniformity in the system. The catalyst loading is a key factor determining reactor performance, and must be carefully designed. Finally, engineering maps were constructed to achieve the desired power output, and favorable operating conditions for the rapid production of hydrogen were identified.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
星空幻想发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
amigos完成签到,获得积分10
1秒前
美人鱼吐泡泡完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
小白发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
dudu完成签到,获得积分10
3秒前
kaikai发布了新的文献求助20
4秒前
lw完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
hodme1发布了新的文献求助10
5秒前
满满的都是橙汁完成签到,获得积分10
5秒前
惊霜完成签到,获得积分10
5秒前
深情安青应助dreamon采纳,获得10
5秒前
6秒前
swian发布了新的文献求助10
6秒前
nature08发布了新的文献求助10
6秒前
kaylaaa发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
捏你完成签到 ,获得积分10
8秒前
可可可完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
11秒前
molihuakai应助aohun888采纳,获得10
12秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
仲夏夜之梦完成签到,获得积分10
12秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
小马甲应助神勇从波采纳,获得10
12秒前
7371ss应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
快乐小白菜应助liugm采纳,获得10
12秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7714003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9269470
关于积分的说明 20077137
捐赠科研通 7290332
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298096
关于科研通互助平台的介绍 2452293
邀请新用户注册赠送积分活动 2305279