مدل سازی فرایند ریفرمینگ گاز طبیعی با بخار آب در راکتور غشایی پالادیم ـ نقره برای تولید هیدروژن خالص

Authors

بهزاد وافری

حمیدرضا کرمی

غلامرضا کریمی

abstract

پیل های سوختی یکی از مهمترین مبدل های انرژی در آینده می باشند که از هیدروژن خالص، متانول و گاز طبیعی به عنوان خوراک استفاده می کنند. تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریسیته در پیل های سوختی فرایندی مستقیم است که بدون ایجاد آلودگی‎های زیست محیطی و صوتی انجام می شود. از این رو مطالعه و مدل سازی راه های مختلف تولید و خالص سازی هیدروژن ضروری به نظر می رسد. یکی از مهمترین فرایند های شیمیایی موجود برای تولید هیدروژن، تبدیل گاز طبیعی با بخار آب است. شایان گفتن است که هیدروژن از جداسازی گاز سنتز (مخلوط هیدروژن و کربن مونواکسید) به عنوان فراوده­ی واحد تبدیل با بخار آب به دست می آید.پژوهش­های گسترده ای نیز بر روی راه های تولید مستقیم هیدروژن خالص با استفاده از غشاهای گوناگون انجام شده است. مطالعات گذشته نشان داده است که استفاده از غشای پالادیم ـ نقره که فقط نسبت به هیدروژن عبورپذیر است، بهترین گزینه برای تولید هیدروژن خالص خواهد بود. بر همین اساس در این مقاله، مدل سازی فرایند تبدیل گاز طبیعی با بخار آب در راکتور غشایی پالادیم ـ  نقره انجام شده است. اثر متغیرهای گوناگونی مانند فشار و دمای محیط واکنش، نسبت متان به بخار آب در خوراک ورودی، ضخامت غشاء و نوع جریان واکنشگر ها و گاز جاروب کننده (همسو و ناهمسو) بر روی میزان تبدیل متان، تولید هیدروژن و نسبت هیدروژن به کربن مونواکسید تولیدی بررسی و شرایط بهینه ی عملیاتی به  ­صورت کیفی تعیین شده است. مدل پیشنهادی با استفاده از داده های آزمایشگاهی موجود در مراجع مورد ارزیابی قرار گرفته است. این ارزیابی نشان می­ دهد که نتیجه­ های مدل ارایه شده به خوبی بر نتیجه­ های آزمایشگاهی منطبق است.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مدل‌سازی فرایند ریفرمینگ گاز‌طبیعی با بخار آب در راکتور غشایی پالادیم ـ نقره برای تولید هیدروژن خالص

پیل‌های سوختی یکی از مهمترین مبدل‌های انرژی در آینده می‌باشند که از هیدروژن خالص، متانول و گاز طبیعی به عنوان خوراک استفاده می‌کنند. تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریسیته در پیل‌های سوختی فرایندی مستقیم است که بدون ایجاد آلودگی‎های زیست‌محیطی و صوتی انجام می‌شود. از این‌رو مطالعه‌ و مدل‌سازی راه‌های مختلف تولید و خالص...

full text

عملکرد غشاهای کامپوزیت سرامیکی در تولید و خالص سازی هیدروژن در راکتورهای ریفرمینگ بخار

در این پژوهش به ارزیابی عملکردغشا های سرامیکی کامپوزیت آلومینا/سیلیکا در خالص سازی هیدروژن پرداخته شد. ساخت غشاهای مورد نظر با استفاده از اصلاح پایه توسط لایه نشانی متوالی سُل- ژل و ایجاد لایه غشایی توسط انباشت شیمیایی بخار (CVD) انجام شد. شناسایی ساختار غشاهای سنتز شده توسط آنالیزهای مختلف (SEM، DLS)، تشکیل لایه کامپوزیت متراکم با ضخامت 120-80 نانومتر را نشان داد. ارزیابی عملکرد غشا در جداسازی ...

full text

مدل سازی راکتور کاتالیستی بستر ثابت ریفرمینگ متان برای تولید گاز سنتز

در این مقاله یک مدل ریاضی برای واکنش ریفرمینگ متان برای تولید گاز سنتز در یک راکتور بستر ثابت با حضور کاتالیست نیکل ارائه شد. برای مدل کردن راکتور ابتدا اصول فیزیکی بیان شده، فرضیات ساده کننده به صورت عبارات ریاضی بیان شده و با استفاده از معادلات بقای انرژی و بقای جرم مدل ریاضی بدست آمد. معادلات ارائه شده برای انتقال حرارت و انتقال جرم به همراه معادلات سینتیکی لازم به صورت بهم پیوسته بودند و بر...

full text

بررسی تولید هیدروژن با استفاده از فرایند ریفرمینگ بخار آب با متان در حضور کاتالیزور نیکل در دماهای متوسط

در این پژوهش، تولید هیدروژن با استفاده از فرآیند ریفرمینگ بخار با متان بررسی ‌شده است. هیدروژن، به‌دلیل کاربردهای وسیع و نقش مهمش در آینده به‌‏عنوان سوخت، ماده‏ای ارزشمند است. ریفرمینگ بخار با متان از رایج‌ترین و مهم‌ترین فرآیندهای تولید هیدروژن است که در دماهای C°900-700 در صنایع مختلف انجام می‏شود. دمای بالای فرآیند مشکلاتی مانند سینترینگ کاتالیست، افزایش هزینه‌ها، تشکیل کک روی کاتالیست و افز...

full text

شبیه سازی راکتور ریفرمینگ متان با بخار آب حاوی کاتالیست با هندسه کروی و مسطح

در این کار پژوهشی شبیه سازی راکتور کاتالیستی ریفرمینگ متان با بخار آب با در نظر گرفتن مقاومت انتقال جرم درونی برای کاتالیست کروی شکل و مسطح انجام شد. شبیه سازی برای یک راکتور صنعتی با طول 9 متر با در نظر گرفتن معادلات موازنه جرم و انرژی و موازنه جرم برای دانه کاتالیست انجام شد. معادلات دیفرانسیل با مقادیر مرزی دانه کاتالیست با استفاده از روش تیراندازی[1] و معادلات راکتور با استفاده از روش رانگ-...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

Publisher: جهاد دانشگاهی- پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران

ISSN 1022-7768

volume 30

issue 3 2011

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023