废弃煤矿的低浓度甲烷（1-3 vol.%）通常直接排放到大气中，因其较高的升温潜热带来严重的环境问题。在流向变换反应器中直接热氧化甲烷是一种有吸引力的解决方案，但潜在的爆炸和不稳定燃烧等风险限制了其应用。阐明低浓度甲烷在流向变换反应器中热氧化的动力学行为是开发工业级反应器基础。为此，采用数值模拟的方法分析了低浓度甲烷热氧化流向变换反应器的自热操作边界，深入研究了热空气导出量对流向变换反应器行为的影响。结果显示，甲烷含量超过0.2 vol.%即可实现自热操作；甲烷浓度从0.5 vol.%提升至3.0 vol.%，最高床温仍维持在1200°C左右。当甲烷含量超过0.5 vol.%，可以回收部分热量；相同甲烷浓度条件下，最高床温随着热气抽出量的增加而增加；随着甲烷含量从0.5 vol.%提升到3.0 vol.%，允许导出的热空气从12.5%几乎线性地增加到32%。进一步研究发现，以30-50 s的时间间隔反向流动可以确保甲烷的完全转化和床温稳定。上述结果表明，甲烷浓度在1-3.0 vol.%区间时，采用热氧化处理可以实现余热回收；此外，通过调整换向时间和热空气导出量可以实现床层温度控制。

李志凯,吴志伟,秦张峰等.低浓度甲烷热氧化流向变换反应器的动态行为及余热回收研究（英文）[J/OL].燃料化学学报(中英文):1-12[2023-11-17].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1410.TQ.20231115.1021.001.html