氢能作为一种清洁能源，对目前的化石能源短缺和日益严峻的环境问题是一种理想的替代能源。无机膜反应器作为一种新型的反应器形式越来越多的应用于制氢领域，尤其是钯膜反应器，以其收集超纯氢气的能力和对化学平衡移动的促进使得其在重整制氢领域得到广泛关注。本文通过调查文献，总结前人成果的基础上提出一种新型的膜反应器——钯膜自热式反应器，用于氢气的制备。膜反应器采用管壳式形式，用一维模型模拟，通过将管程和壳程的控制方程，膜渗透方程，动力学数据和热力学数据，组分的物理化学性质及混合规则方程通过MATLAB编程计算，分析钯膜反应器的基本行为，包括有无燃烧催化剂对反应器的影响，基准操作模拟，参数变化对反应器性能的影响等。为了进一步探究钯膜自热式反应器的优势，我们同样将钯膜自热反应器与传统自热反应器进行了比较，通过将两种反应器在不同操作条件下的优化结果进行比较观察是否钯膜自热反应器具有优势。最后，提出了多管钯膜自热反应器用于解决反应器温度高的问题。模拟结果显示，无燃烧催化剂在本文的操作条件下有危险性，可能会引发爆炸，而有燃烧催化剂则使两侧反应更加匹配，且加强反应器的处理能力。进料温度，空碳比通过影响反应器温度来改变反应器性能，压力，空速以及水碳比则通过影响膜两侧氢气分压来影响氢气的透过进而影响反应器行为。其中，空碳比的选择有很大影响，低空碳比无法提供足够热量，而高空碳比则消耗过多氢气。通过与传统反应器比较发现，钯膜自热式反应器在氢气收率上有很大优势，改进的多管钯膜反应器可以有效降低反应器温度，但需要大量膜面积的提供。