高温氦气加热的硫酸分解反应器性能分析

基于高温气冷堆的热化学硫碘循环制氢是一种具有广阔应用前景的大规模制氢技术，如何对高温氦气流加热条件下的硫酸分解反应器进行热设计与优化是亟待解决的技术问题之一。为此，利用有限时间热力学理论建立了高温氦气加热的管式活塞流硫酸分解反应器模型，分析了反应器热源流动布置方式、结构参数、操作参数对反应器总熵产生率、SO₂产率和SO₃转化率的影响。结果表明：在相同的热源和反应物进口参数条件下，逆流式反应器相比顺流式反应器SO₂产率更高、总熵产生率更低；在所研究的参数变化区间内，增加反应器转化管管径和管长，总熵产生率降低，SO₂产率和SO₃转化率增大。该研究结果对于实际硫酸分解反应器的最优设计与运行具有一定的理论指导意义。