基于原位拉曼光谱的气固相催化微反应器尺度效应的研究

本项目采用理论、实验和数值模拟等方法研究微尺度下尺度效应对气固相催化微反应器影响的规律。通过设计微流体的原位拉曼光谱测试装置，建立微尺度下反应系统高空间分辨率、高精度的温度和反应物浓度的测量方法，掌握微尺度下影响对流传热和对流传质的主要因素，发现适用范围宽、误差小的准则关联式，深入理解对流传热和对流传质的尺度效应规律。在此基础上，选取有重大经济意义的甲醇水蒸汽重整制氢反应为研究对象，建立微尺度下的流固热扩散耦合和表面催化反应同气相传质耦合模型，通过数值模拟同实验测量相结合，深入探讨微尺度效应影响气固相催化微反应器各项反应性能的内在机理。为气固相催化微反应器的实用化提供理论基础和技术保证，促进尺寸小、重量轻、高效安全、易于放大的微化工反应系统的研制与开发。