Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/1923
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dc.contributor.advisor盧昭暉zh_TW
dc.contributor.advisorJau Huai Luen_US
dc.contributor.author林仁信zh_TW
dc.contributor.authorLin, Jen Hsingen_US
dc.date2006zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-05T11:42:03Z-
dc.date.available2014-06-05T11:42:03Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/1923-
dc.description.abstract本研究設計一套自發熱重組器系統,採用甲醇、水、空氣當作重組燃料,使用現行機車電子控制式噴射引擎之燃油噴射器,作為本甲醇重組器進料之控制使用,重組器本體管長450 mm、大管內徑70 mm、小管內徑43 mm,並利用SUD-CHEMIE公司所生產之MDC-3型商品化觸媒,塗佈於機車用不鏽鋼蜂巢載體上參與甲醇重組製氫反應。在重組器啟動反應初期,將機車火星塞點火系統移植到本重組器上,並藉由訊號產生器供給CDI點火訊號,使火星塞產生跳火,燃燒甲醇產生穩定火焰,以提供本實驗所需之熱源。 關於實驗結果方面,可即時調整S/C比、O/C比,當甲醇進料率0.134 mol/min、S/C=0.209、O/C=1.263,冷啟動時間約5分鐘;甲醇進料率0.134 mol/min、S/C=0.209、O/C=0.379,H2可達32 (vol %);甲醇進料率0.153 mol/min、S/C=0.183、O/C=0.444,H2產生率為0.142 mol/min。zh_TW
dc.description.abstractThe purpose of this study is to design a system of autothermal reformer. It takes methanol, water and air as reformed fuel, and then using the E.F.I. (Electric Fuel Injection) system of motorbike engine to control the feeding of methanol reformer. Furthermore, it uses commercialized catalyst MDC-3 that is produced by the SUD-CHEMIE Company. And the catalyst is spread on the stainless steel honeycomb carrier of the motorbike, which is reacted with the methanol. At the beginning of the reaction of the reformer’ start, we implanted the firing system of ignition plugs of motorbike into basic reformer, and we use function generator to provide CDI (Capacity Discharge Ignition) the signal of firing which can make ignition plugs to produce miss fires, then it can burn the methanol to produce the stable fire to supply the heat resource that this experiment needs. As to the result of this experiment, we can adjust it S/C ratio and O/C ratio. When the feeding rate of methanol is 0.134 mol/min、S/C=0.209、O/C=1.263, the start-up time is about 5 minutes; when the feeding rate of methanol is 0.134 mol/min、S/C=0.209、O/C=0.379, the ratio of production of H2 can reach 32 (vol %);and when the feeding rate of methanol is 0.153 mol/min、S/C=0.183、O/C=0.444, the ratio of production of H2 can reach 0.142 mol/min.zh_TW
dc.description.tableofcontents目錄 中文摘要 英文摘要 目錄………………………………………………………………………...I 表目錄…………………………………………………………………….III 圖目錄…………………………………………………………………….IV 符號說明………………………………………………………………..VIII 第一章 緒論………………………………………………………………1 1.1前言……………………………………………………………...1 1.2文獻回顧………………………………………………………...3 1.3 研究動機及目的..………………………………………………5 第二章 重組反應製氫原理……………………………………….…12 2.1 燃料的選用……………………………………………………12 2.2甲醇重組反應製氫原理………………………………………14 2.2.1部分氧化法………………………………………………..14 2.2.2蒸氣重組法………………………………………………..15 2.2.3自發熱重組法……………………………………………..16 第三章 實驗設備與方法………………………………………………...20 3.1實驗設備與系統配置………………………………………….20 3.1.1燃料供應設備……………………………………………..20 3.1.2加熱與溫度控制系統……………………………………..21 3.1.3觸媒結構與重組器本體設計……………………………..22 3.1.4點火系統…………………………………………………..24 3.1.5冷凝系統…………………………………………………..25 3.2 重組反應氣體量測系統………………………………………27 3.2.1 出口氣體流量計………………………………………….27 3.2.2 車用廢氣分析儀………………………………………….28 3.2.3 氫氣量測分析儀………………………………………….28 3.3 實驗方法與步驟………………………………………………30 3.3.1 實驗方法………………………………………………….30 3.3.2 實驗步驟………………………………………………….31 3.4 甲醇轉換率計算………………………………………………34 第四章 實驗量測結果與分析…………………………………………...52 4.1 暫態冷啟動反應………………………………………………52 4.1.1 設置加熱系統並改變重組器入口溫度………………….53 4.1.2 不使用加熱系統………………………………………….54 4.2 點火測試…………………………………………….………...57 4.3 改變燃料進料率結果之比較…………………………………59 4.3.1 改變不同甲醇、水與空氣之結果………………………...59 4.3.2 即時調整空氣量之結果………………………………….64 4.4 熱力學模式分析與實驗結果之比較…………………………66 4.4.1 反應平衡濃度…………………………………………….66 4.4.2 甲醇轉化率比較………………………………………….67 第五章 結論與未來研究方向………………………………………….100 5.1 結論…………………………………………………………100 5.2 未來研究方向………………………………………………..102 表目錄 表1.1、常用儲氫方法及優缺點…………………………………………...7 表2.1、燃料物理特性比較【13】………………………………………...17 表3.1、MDC-3觸媒成分………………………………………………...35 表3.2、濕式氣體流量計規格……………………………………………35 表3.3、車用廢氣分析儀規格……………………………………………36 表3.4、氫氣偵測器規格…………………………………………………37 表4.1、噴嘴擺放位置優缺點比較………………………………………66 表4.2、本實驗設定之進料條件…………………………………………67 表4.3、噴嘴開啟時間與進料量對照表…………………………………68 圖目錄 圖1.1、本田展示的燃料電池車“FCX”……………………………………8 圖1.2、FCX的3眼儀表版…………………………………….…………...8 圖1.3、燃料電池車MITSUBISHI FCV…………………………………...9 圖1.4、Daimler Chrysler NECAR 4………………………………………..9 圖1.5、工研院能資所建立的5kW 甲醇重組器【2】…………………10 圖1.6、內建鈀膜氫氣純化裝置的甲醇重組器【3】……………………11 圖1.7、大同科技公司研發之甲醇重組器系統【4】……………………...11 圖2.1、自發熱甲烷重組器【15】………………………………………...18 圖2.2、1KW柴油重組器系統示意圖【16】…………………………….19 圖3.1、本研究中系統配置示意圖………………………………………38 圖3.2、甲醇與水燃料箱…………………………………………………39 圖3.3、本研究使用之電子控制式噴嘴…………………………………40 圖3.4、噴嘴流量校正曲線………………………………………………40 圖3.5、浮子式流量計(10 L/min)………………………………………...41 圖3.6、本研究使用之加熱帶……………………………………….……41 圖3.7、溫度控制器……………………………………………………….42 圖3.8、溫度顯示表……………………………………………………….42 圖3.9、加熱器溫度訊號圖……………………………………………….43 圖3.10、本研究中使用之MDC-3觸媒…………………………………..43 圖3.11、本研究使用之觸媒塗佈於金屬蜂巢狀載體……………………44 圖3.12、本研究重組器本體架構示意圖………………………………...44 圖3.13、本研究重組器安裝實體………………………………………...45 圖3.14、火星塞點火訊號示意圖………………………………………...45 圖3.15、本研究使用之訊號產生器……………………………………...46 圖3.16、本研究使用之駐焰器……………………………………..….…46 圖3.17、駐焰器與火星塞擺放位置……………………………….……..47 圖3.18、本研究使用之冷凝系統……………………………………..….47 圖3.19、車用廢氣分析儀(HORIBA MEXA-554 GE)…………………...48 圖3.20、ADOS GTR196 H2偵測器﹝右﹞ MWS897多頻道顯示器﹝左﹞…………………………….…48 圖3.21、品川精器(Shinagawa)濕式氣體流量計…………………….49 圖3.22、Air pump………………………………………………………...50 圖3.23、H2濃度校正曲線……………………………………………….51 圖4.1、入口初始溫度50℃,反應溫度隨時間變化曲線………………...69 圖4.2、入口初始溫度100℃,反應溫度隨時間變化曲線……………….69 圖4.3、入口初始溫度150℃,反應溫度隨時間變化曲線……………….70 圖4.4、入口初始溫度50℃,反應濃度隨時間變化曲線………………...70 圖4.5、入口初始溫度100℃,反應濃度隨時間變化曲線……………….71 圖4.6、入口初始溫度150℃,反應濃度隨時間變化曲線……………….71 圖4.7、入口初始溫度室溫,反應溫度隨時間變化曲線………………...72 圖4.8、入口初始溫度室溫,反應濃度隨時間變化曲線………………...72 圖4.9、重組器內部燃料流向示意圖…………………………………….73 圖4.10、火星塞配置示意圖……………………………………………...73 圖4.11、火焰穩定產生圖……………………….………………………...74 圖4.12、反應溫度隨時間變化曲線……………………………………...74 圖4.13、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...75 圖4.14、反應溫度隨時間變化曲線……………………….……………..75 圖4.15、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...76 圖4.16、反應溫度隨時間變化曲線……………………….……………..76 圖4.17、反應溫度隨時間變化曲線……………………….……………..77 圖4.18、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...77 圖4.19、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...78 圖4.20、反應溫度隨時間變化曲線……………………….……………..78 圖4.21、反應溫度隨時間變化曲線……………………….……………..79 圖4.22、反應溫度隨時間變化曲線……………………………………...79 圖4.23、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...80 圖4.24、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...80 圖4.25、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...81 圖4.26、反應溫度隨時間變化曲線…………………………….………..81 圖4.27、反應溫度隨時間變化曲線…………………………….………..82 圖4.28、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...82 圖4.29、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...83 圖4.30、反應溫度隨時間變化曲線…………………………….………..83 圖4.31、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...84 圖4.32、H2濃度隨反應時間之變化曲線…………………………….….84 圖4.33、H2濃度隨反應時間之變化曲線…………………………….….85 圖4.34、CO濃度隨反應時間之變化曲線…………………………….…85 圖4.35、CO濃度隨反應時間之變化曲線……………………………….86 圖4.36、H2濃度隨反應時間之變化曲線………………………………..86 圖4.37、CO濃度隨反應時間之變化曲線…………………………….…87 圖4.38、甲醇轉化率隨反應時間之變化曲線…………………………...87 圖4.39、甲醇轉化率隨反應時間之變化曲線…………………………...88 圖4.40、甲醇轉化率隨反應時間之變化曲線…………………………...88 圖4.41、H2產生率隨反應時間之變化曲線……………………………..89 圖4.42、H2產生率隨反應時間之變化曲線……………………………..89 圖4.43、反應溫度隨時間變化曲線……………………………………...90 圖4.44、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...90 圖4.45、反應溫度隨時間變化曲線……………………….……………..91 圖4.46、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...91 圖4.47、反應溫度隨時間變化曲線…………………….………………..92 圖4.48、反應生成物組成與濃度隨時間分佈曲線……………………...92 圖4.49、甲醇轉化率隨反應時間之變化曲線…………………….……..93 圖4.50、STANJAN計算各O/C、S/C比氫氣平衡濃度………….……..96 圖4.51、實驗結果與STANJAN計算之氫氣濃度比較………….……..97 圖4.52、實驗結果與STANJAN計算之二氧化碳濃度比較………….…97 圖4.53、實驗結果與STANJAN計算之一氧化碳濃度比較………….…98 圖4.54、不同方法之甲醇轉化率比較……………………..………….…98 圖4.55、實驗結果與STANJAN計算之甲醇轉化率比較………………99zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher機械工程學系zh_TW
dc.subjectreformeren_US
dc.subject重組器zh_TW
dc.title自發熱甲醇重組器製氫性能量測zh_TW
dc.titleMeasurement of the Performance of the Autothermal Type Methanol Reformer for Hydrogen Generationen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
Appears in Collections:機械工程學系所
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