【摘 要】
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结构化催化剂是一种规整结构的催化剂，因其具有几何比表面积大、传递性能好、压降低的特点而在环境污染控制领域应用广泛。利用结构化催化剂的突出优点，并采用高热导性金属基体
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结构化催化剂是一种规整结构的催化剂，因其具有几何比表面积大、传递性能好、压降低的特点而在环境污染控制领域应用广泛。利用结构化催化剂的突出优点，并采用高热导性金属基体，将其应用于强吸热与强放热反应的耦合中，可以减小反应器的体积，改善热量传递性能，大大提高工艺及装置的集成度，相关研究对于这种新型催化剂的制备以及反应器应用具有学术和实用意义。 本文首先提出了一种通过加入高热导性的多孔介质改善强放热气-固催化反应传质性能的新型金属基结构化催化反应器新思路，并选择了甲烷催化燃烧反应体系通过计算流体力学(CFD)模拟验证其可行性；基于模拟结果分析了浓度、温度、流速分布的基本特征，流体和多孔层表面之间以及多孔层内部的传质特征及进口参数对传质性能的影响。研究表明，该设计可以减小外部膜传质阻力，并且，由于多孔介质层中粘性流的作用改善了多孔固体活性层中的传质特性，提高催化剂有效因子。甲烷的进口浓度以及混合气进口温度和速度对催化剂内、外传质影响很小。 其次，建立了耦合吸／放热反应的圆管式轴对称二维反应器模型，以甲烷催化燃烧反应和甲烷二氧化碳重整反应为目标体系，通过有限体积法和SIMPLE算法求解模型，得到了反应器内发生化学反应时的温度、浓度、速度分布及传热和传质特性。基于模拟结果讨论了反应器设计参数—如径
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