氢能是一种可再生能源,在汽车行业中,尤其以氢能电车的发展为耀点。但是由于氢气的运输、存储等存在技术难点,所以氢能的研究又偏向携带氢量比较高的有机化合物或其他物质。在这之中,由于二甲醚无毒、含氢量高、容易存储和运输、环境友好等特点,受到很多学者的关注和研究。同时,二甲醚水蒸气重整反应可以扩展其在燃烧领域的应用和环境保护的作用。因此为了深入和系统的开展二甲醚水蒸气重整制氢反应,开发高性能的二甲醚重整制氢反应器势在必行,同时也有利于推动二甲醚重整制氢技术的发展和其学术价值。本文主要是基于燃料化学、动力学知识和热力学相关理论知识对二甲醚重整反应器进行性能优化研究。在对二甲醚重整反应器进行优化的过程中对二甲醚重整反应进行了动力学研究,建立了二甲醚重整反应器的数学模型,获得二甲醚重整反应器优化方法,并通过实验获得了验证。首先基于通过对二甲醚水蒸气重整制氢反应的动力学研究,建立了二甲醚重整反应器的动力学二维模型,同时通过L—H机理推导出二甲醚水蒸气重整的简化基元反应的反应速率方程,并且通过修正阿伦尼乌斯方程的指前因子来获得速率常数。在确定水醚比、压力等条件下,总结出了二甲醚水蒸气重整反应的影响规律。其次,在动力学模型的基础上建立二甲醚重整反应器数值模拟模型,对反应器内的传输方程进行了详细的研究,包括动量方程、能量传递方程和质量传递方程等。同时分析了二甲醚重整反应器内的温度分布、换热器的热量传递和流速的变化情况。最后建立了三维二甲醚重整反应器的物理模型。对所建立的数学模型进行实验验证,实验证明,模型可靠。最后,应用所建立的数学模型,再次对二甲醚重整反应器的性能优化研究,确定了操作参数与结构参数对反应器性能的影响。二甲醚重整反应的反应速率随着温度的升高而增加,随着压力的变化而变化不大,随着二甲醚重整反应器长度的增加,温度先降低后增加,温度最初降低是因为二甲醚水蒸气重整反应是吸热重整反应,温度再增加是因为随着反应床长度的增加,热传递效率逐渐增加。随着二甲醚重整反应床长度的增加,2和C2的体积分数快速增加,同时二甲醚和水蒸气的体积分数会相应的降低。随着排气速度的增加,二甲醚转化率和氢产率都会增加。同时,增加水醚比可以提高二甲醚转化率和氢产率。本论文的研究可为车载二甲醚重整制氢反应器的设计和研究提供一定的理论支持和依据。