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针对中长期载人航天CO2处理与O2循环再生问题,在Sabatier反应热力学分析的基础上,通过优化反应器高低温区的反应温度及进出口温度并预测冷却气体的最佳流量及出口温度,提出了适于载人航天的Sabatier反应流程及基于微化工技术的微反应器设计方案,制造出一套地面Sabatier反应试验样机。在H2/CO2摩尔比为3.5、原料气流量为4.3 L/min、高温反应器温度为260~268℃、低温反应器温度为210~235℃的条件下,实现了4500小时稳定运行、H2转化率大于98%、系统压力降小于4 k Pa的结果,为未来实用微反应器的设计奠定了技术基础。