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研究生： 蕭皓中
論文名稱： 以熱管均溫之富氫重組產物中一氧化碳移除研究
Using a Heat Pipe to Improve Temperature Uniformity of CO Preferential Oxidation for Hydrogen-Rich Reformate
指導教授： 王訓忠
口試委員: 王訓忠
呂志興
許文震
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年： 2012
畢業學年度： 100
語文別： 中文
論文頁數： 84
中文關鍵詞： 一氧化碳移除反應 、單階段反應 、雙階段反應 、被動控溫 、主動控溫
外文關鍵詞： CO preferential oxidation, 1-stage, 2-stage, split ratio
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    • 本研究針對直管填充觸媒床式一氧化碳選擇性氧化反應器進行研究。一般而言，反應氣體進入反應器後，於入口處將產生劇烈反應釋放大量反應熱，造成局部高溫，此現象將造成一氧化碳轉化效果變差。本研究分別採用被動及主動控溫方法進行實驗。在被動控溫方法中，當反應器管壁採用紅銅材質，且在反應器內部中心軸位置埋置熱管，可將入口高溫區熱量有效帶往下游區，除可有效降低入口溫度，並可提升下游區域溫度，增進反應效率。針對不同反應物流率所做測試，顯示此方法對單階段反應器的一氧化碳轉化有顯著改善效果，但對雙階段反應器則有些許負面效應。當採用主動控溫方法將環溫控制於99 ℃時，在空氣供給量足夠的前提下(本實驗在空氣供給量為[O2]/[CO]=1.0、1.25時)，反應器內部埋置熱管能顯著改善整體觸媒均溫性，並且提升一氧化碳移除效果。

    摘要 I 目錄 II 圖表目錄 V 符號說明 XIII 第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2文獻回顧 3 1.2.1 燃料電池受甲醇重組後非氫物質之影響 3 1.2.2影響一氧化碳移除之條件參數 5 1.2.3多階段設計對一氧化碳移除之影響 12 1.3研究目的 14 第二章 理論背景 27 2.1 燃料電池系統 27 2.2主要反應原理 28 2.2.1甲醇重組反應 28 2.2.2 一氧化碳選擇性氧化 29 2.2.3燃料電池反應理想功率 29 第三章 實驗方法 33 3.1 實驗配置 33 3.1.1試樣氣體及流量控制裝置 33 3.1.2微型空氣幫浦及預混器 33 3.1.3 觸媒 34 3.1.4 被動控溫一氧化碳反應器 34 3.1.5 主動控溫一氧化碳反應器 35 3.2 實驗儀器校正 38 3.2.1 檢量線製作 38 3.2.2 浮子式流量計校正 38 3.2.3 微型空氣幫浦流量校正 39 第四章 實驗結果與討論 45 4.1被動控溫一氧化碳移除反應 45 4.1.1 操作方法 45 4.1.2單階段一氧化碳選擇性氧化反應 46 4.1.2.1不同材質反應器比較 46 4.1.2.2試樣氣體流量及空氣量影響 47 4.1.2.3反應器內部安裝熱管影響 47 4.1.2.4達穩態時間測試 49 4.1.3 雙階段一氧化碳選擇性氧化反應 50 4.1.3.1 空氣分配比例測試 50 4.1.3.2 反應器內部安裝熱管影響 52 4.2主動控溫一氧化碳移除反應 53 4.2.1操作方法 53 4.2.2 反應器內部安裝熱管及銅棒影響 53 第五章 結論 80 參考文獻 82

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