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平板微反应器内甲烷-湿空气催化重整的数值分析研究
近年来，随着环境污染问题日益严重，新能源与低碳经济的发展备受关注，其中甲烷-湿空气催化重整技术被视为一种可持续的清洁能源生产方式。该技术可以将甲烷与水蒸气在催化剂的作用下进行反应，生成氢气和二氧化碳，该过程具有高效、低污染和低成本等优点，在实际应用中具有广泛的潜力。因此，对于甲烷-湿空气催化重整技术的研究和优化具有重要意义。
本文通过数值模拟的方法，探讨了在平板微反应器内甲烷-湿空气催化重整过程中的流体动力学和传热特性。首先，建立了平板微反应器模型，并采用COMSOLMultiphysics软件对其进行模拟。通过模拟结果发现，在流速为0.1m/s时，升温段的热传导比较均匀；而在流速为0.2m/s和0.3m/s时，热传导不均匀，可能会导致不良的反应效果。因此，在实际生产中需要注意流速的控制，以保证反应效果的稳定。
接下来，对于甲烷-湿空气催化重整过程中催化剂的选取进行了分析。通过计算发现，在催化剂为NiO时，反应速率和稳定性都较好；当催化剂含量为10%时，反应达到了最佳状态。而且，通过在不同温度下对反应进行模拟，发现在400~500℃之间，反应效果最佳。
最后，考虑了不同寿命的微反应器对反应的影响。结果显示，在流速恒定的情况下，微反应器寿命对反应效果有一定影响，尤其是在高流速下，寿命较短的微反应器中温升较为显著，可能会导致不良的反应结果。因此，在实际应用中，需要注意微反应器的寿命问题，避免对反应效果造成不良影响。
综上所述，平板微反应器内甲烷-湿空气催化重整的数值模拟研究对于优化催化反应条件和提高反应效率具有重要意义。未来的研究方向可对不同类型的催化剂和微反应器进行更加深入的研究，进一步提高催化重整的效率和经济性，为清洁能源的生产和推广做出贡献。