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氢气是目前最具吸引力的清洁高效能源,在石油化工、航空航天、燃料电池等领域被广泛应用,利用甲烷蒸汽重整制取氢气,是目前广泛采用的制氢方式。为了更好的了解甲烷蒸汽重整反应机理,优化工艺条件,提高甲烷转化率以及产氢率,本文首先基于微型流化床反应系统,使用商业镍基催化剂,进行了甲烷蒸汽重整反应本征动力学实验,比较了基于不同反应机理的本征动力学方程的差异,确定了能准确描述甲烷蒸汽重整反应过程的本征动力学方程。然后,利用FLUENT14.0模拟软件,研究了反应温度为500℃-700℃时,不同水碳比（1.5-4.5）、压力（0 MPa-1.0 MPa）、进口速度（0.1 m/s-0.2 m/s）、预热温度（400 K-600 K）对甲烷转化率、产氢率、CO选择性以及反应器压降的影响。基于甲烷蒸汽重整平行反应机理和串行反应机理,建立了两种可能的本征动力学模型,通过比较筛选,最终选择平行反应机理,得到了基于平行反应机理的本征动力学模型。CO和CO2生成速率的活化能分别为81.69 kJ/mol、59.38 kJ/mol,指前因子分别为316.6 mol/(g·h·kPa0.85)、0.00263 mol/(g·h·kPa3.1)。随着反应温度的升高,CO的生成速率逐渐增加,而CO2的生成速率逐渐下降。当反应温度从500℃升高至800℃时,甲烷转化率、产氢率和CO选择性分别从31.84%、1.05、0.45逐渐升高至92.28%、3.34、0.99,800℃时,CH4几乎全部转化为CO和H2,由于高温下甲烷裂解的存在,产氢率大于3.0。随着水碳比及反应压力的增加,甲烷转化率及产氢率逐渐增大,CO选择性逐渐降低。温度越高,水碳比及压力对于甲烷转化率的促进作用越弱,当温度达到700℃时,增加水碳比及压力对甲烷转化率几乎没有影响。H2、CO摩尔分数沿反应器长度方向逐渐增加,CO2摩尔分数沿反应器长度方向逐渐趋于稳定,进口速度的变化对CO的生成影响较大。随预热温度的增加,甲烷转化率、产氢率、CO选择性逐渐增加。在不同的反应温度下,反应器压降随水碳比的变化呈现出不同的变化趋势。当反应温度低于600℃时,反应器压降随水碳比的增加先增加后降低,随着温度的增加,反应器压降出现拐点时对应的水碳比越来越小。当反应温度超过600℃时,反应器压降随水碳比的增加而逐渐降低。随着压力及进口速度的增加,反应器压降均近似呈线性增加,在不同的反应温度下,当进口速度由0.1 m/s增加至0.2 m/s时,反应器压降均成倍增加。随预热温度的增加,反应器压降逐渐增加。