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能源危机和温室效应制约着人类的发展。利用太阳光的光催化还原CO2技术既能控制温室气体排放,又可产生燃料甲醇,富有发展潜力。作为光催化还原CO2反应的载体,蜂窝光纤反应器因其反应速率高、传质能力强备受关注。以蜂窝光纤反应器为对象,以数值模拟为手段,选择合适的反应动力学模型、流动扩散模型等,开展研究。数值模拟结果与已有实验数据吻合,证明数值模拟的可行性。将多根光纤嵌入单个反应通道并改变光源位置,提出多光纤蜂窝反应器。对已有光强分布模型进行分析和推导,得出新的光强分布公式。通过数值实验,得出CH30H浓度与光纤位置和运行参数的变化关系。随着光纤和反应器中心距离、输入光强和水蒸气浓度的增加,CH30H平均浓度增加。但随着入口流速的增加,CH30H平均浓度下降,二者呈反比关系。多光纤蜂窝反应器的CH30H最高出口平均浓度为2.32×10-5 mol·m-3,与蜂窝光纤反应器的结果1.770×10-5mol·m-3相比,提高了31.1%。多光纤蜂窝反应器的最大转化效率和量子效率分别为0.235μmol·g-1·h-1和0.0177%,均高于蜂窝光纤反应器(0.16μmol·g-1·h-1和0.012%)。增加蜂窝光纤反应器的反应层数以扩大反应表面积,得到多反应层蜂窝反应器。结合多光纤模型,继续优化得到多反应层多光纤蜂窝反应器。提出到达反应面的光功率和单位输入功率的产物速率等参数,以更好地对比几种结构的性能。通过光强的积分得到光功率,并发现入口流速和光纤数量一定时,光功率和CH30H浓度呈线性关系。两种优化的结构中,出口CH3OH浓度为3.004×10-5 mol·m-3和3.685×10-5 mol·m-3,分别增加了69.7%和108.2%。光功率的传输效率最大为2.297%,最高的CH30H产率为3.018×10-12mol·s-1.W-1。通过分析不同半径和流速下的浓度场、产物出口浓度和光强,得出多光纤多反应层蜂窝反应器的优化结构为：中层管直径12 mm、长度50 mm。