甲烷-丙烷二元混合气在流向变换催化燃烧器中反应特性的模拟研究

【摘要】：对甲烷和丙烷的二元混合气在流向变换催化燃烧器中的反应特性进行了模拟研究.选取总绝热温升作为基准参数,研究了混合气中甲烷所占比例和表观气速等运行条件对燃烧器运行规律和燃烧器熄火极限的影响.结果表明:甲烷和丙烷均在燃烧器入口附近迅速反应,且甲烷的总体反应速率低于丙烷;燃烧器内的温度水平随甲烷所占比例的增大而升高,流向变换催化燃烧器表现出床层最高温度随反应速率下降而上升的逆响应特性;甲烷和丙烷的催化燃烧过程均由本征反应动力学和传质过程共同控制;甲烷或丙烷单独反应时,燃烧器的熄火极限基本接近;甲烷-丙烷二元混合气的熄火浓度高于单一反应物,且当混合气中甲烷和丙烷的比例接近时,燃烧器的熄火极限最高. 【作者单位】： 宁波大学海运学院;
【关键词】： 流向变换催化燃烧器 甲烷 丙烷 反应速率 数值模拟
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51406094) 宁波市自然科学基金资助项目(2013A610050;2011A610126) 浙江省新苗人才计划资助项目(2013R405043) 浙江省教育厅资助项目(Y201120967)
【分类号】：TK16
【正文快照】： 符号说明:av——比表面积,m2/m3Ea——活化能,J/molkg——气固传质系数,m/s-rA——反应速率,mol/(m3·s)t——时间,sx——轴向距离,mc——物质的量浓度,mol/m3ΔH——燃烧焓,J/molkeff——轴向有效导热系数,W/(m·K)ΔTad——绝热温升,Kcp——比定压热容,J/(kg·K)h——气固传

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