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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种高效率柴油制氢重整器结构优化设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119180186B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411699826.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种高效率柴油制氢重整器结构优化设计方法是由张玉财;吴拨;蒋文春;宋明;罗云;涂善东设计研发完成，并于2024-11-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高效率柴油制氢重整器结构优化设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种高效率柴油制氢重整器结构优化设计方法，属于重整器优化设计技术领域。该方法包括步骤：在有限元软件中建立重整器多物理场模型；确定影响柴油制氢重整器重整效率的主要结构参数；利用多物理场模型获取不同结构参数下的柴油制氢重整器的重整转化率、H2产出率、热效率、CO产出率作为柴油制氢重整器的性能评价指标，选择能够使柴油制氢重整器的重整转化率及H2产出率提高和或CO产出率降低的结构参数。本发明在对现有重整器的加热结构进行改进的基础上，通过分析影响柴油制氢重整器重整效率的主要结构参数，利用有限元建立多物理场模型对其改进后的重整器的结构参数进行优化，以获得重整转化率高的柴油制氢重整器。

本发明授权一种高效率柴油制氢重整器结构优化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种高效率柴油制氢重整器结构优化设计方法，其特征在于，包括步骤： S1、建立柴油制氢重整器三维结构模型，并将该三维结构模型导入有限元分析软件中，根据实际工况设置有限元模拟所需的物理参数、假设条件，并设置关于气体流动和传热以及重整反应的控制方程，建立基于物质传递-多孔介质传热-流体传热相耦合的多物理场模型； S2、确定影响柴油制氢重整器重整效率的主要结构参数； S3、根据步骤S2所确定的结构参数，利用步骤S1所建立的多物理场模型获取不同结构参数下的柴油制氢重整器的重整转化率、H2产出率、热效率、CO产出率作为柴油制氢重整器的性能评价指标；并分析所得到的不同结构参数下的重整转化率、H2产出率、CO产出率指标，选择能够使柴油制氢重整器的重整转化率及H2产出率提高和或CO产出率降低的结构参数； S4、基于柴油制氢重整器的重整转化率、H2产出率、热效率三项性能评价指标，建立综合性能评价因子，以验证步骤S3中所确定的结构参数下的柴油制氢重整器的综合性能； 所述步骤S1中柴油制氢重整器三维结构模型包括重整器壳体、设置在重整器壳体内的用于负载催化剂的多孔介质载体、贯穿多孔介质载体的若干个加热气体管道及套设在重整器壳体外部的保温层，且所述多孔介质载体的进口端用于输入柴油、过热蒸汽的混合气体，所述多孔介质载体的出口端用于输出H2及CO； 所述步骤S1所建立的多物理场模型中涉及的物质传递和传热的控制方程主要包括： 气态物质通过重整器内的多孔介质载体的流动遵循达西定律，即： 其中，ρ表示气体密度，η0表示黏度，κ表示多孔介质的渗透率，psr表示重整器中的压力；且入口至出口设置为50Pa压降；所有其他边界都是不可渗透； 对于加热气体管道内的加热气体流动，使用Navier-Stokes控制方程和连续性方程： 其中，u表示气体速度矢量，p表示气体压强，μ表示流体动力粘度，I表示扩散系数，ρ表示气体密度； 在重整反应过程中，柴油蒸汽重整遵循能量守恒方程： 其中，Cp表示混合气体的定压比热，f表示混合气体的导热系数，Q表示化学反应产生的热量源，T为温度； Q＝∑-ΔHi·ri； 其中，ΔHi为第i个反应的反应焓，ri为第i个反应的反应速率； 对于多孔介质载体中的反应物和生成物，使用浓物质传递控制方程： 其中，ωj为物质j的质量分数；Dj,k为物质j和物质k的二元扩散系数，ωk为第k种物质的质量分数，xk为第k种物质的摩尔分数，DT为广义热扩散系数，取0，Rj为物质j的反应速率； 所述步骤S2中影响柴油制氢重整器重整效率的主要结构参数包括： 加热气体管道数量n，用于调整加热气体与柴油、过热蒸汽的混合气体的换热面积； 加热气体管道距重整器中心的分布距离d，用于调整重整器的热量传递效率； 加热气体管道长度L，用于调整加热气体与柴油、过热蒸汽的混合气体的对流换热时间； 多孔介质载体内是否设置折流板，用于调整重整器的重整效率； 所述步骤S3具体包括： S31、设定不同的加热气体管道数量n，并在步骤S1所建立的柴油制氢多物理场模型中，设定加热气体管道的总传热面积相同，模拟计算不同加热气体管道数量下的重整转化率、H2产出率、CO产出率，选择能够使柴油制氢重整器的重整转化率及H2产出率提高和或CO产出率降低的加热气体管道数量n； S32、设定不同的加热气体管道距重整器中心的分布距离d，利用步骤S1所建立的柴油制氢多物理场模型中模拟计算在不同分布距离下的重整转化率、H2产出率、CO产出率，选择能够使柴油制氢重整器的重整转化率及H2产出率提高和或CO产出率降低的加热气体管道距重整器中心的分布距离d； S33、设定不同的加热气体管道长度L，利用步骤S1所建立的柴油制氢多物理场模型中模拟计算在不同长度L下的重整转化率、H2产出率、CO产出率，选择能够使柴油制氢重整器的重整转化率及H2产出率提高和或CO产出率降低的加热气体管道长度L； S34、利用步骤S1所建立的柴油制氢多物理场模型对设置有折流板和未设置折流板的柴油制氢重整器进行模拟计算，获取设置有折流板和未设置折流板时的重整转化率、H2产出率、CO产出率，并进行对比分析，若设置折流板时，重整转化率及H2产出率提高和或CO产出率降低，则说明设置折流板能够提高柴油制氢重整器的重整效率，否则无需设置折流板，经模拟得到增加折流板可以有效降低重整器积碳； 所述步骤S4中综合性能评价因子的计算公式为： η＝α×FUR+β×HPR+γ×TE； 其中： 式中，η是综合性能评价因子，FUR是重整转化率，HPR是H2产出率，TE是热效率，α、β、γ分别是重整转化率、H2产出率、热效率在柴油制氢重整器综合性能评价中所占的权重，且α+β+γ＝1，权重由熵值法进行赋予；F柴油,in为柴油进口摩尔浓度；F柴油,out为柴油出口摩尔浓度；为氢气出口摩尔浓度；FCO,out为一氧化碳出口摩尔浓度；为氢气低热值；QCO,LHV为一氧化碳低热值；Qin为加热气体输入总热量。

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