مدل سازی راکتور ریفرمینگ گاز طبیعی با بخار آب به همراه راکتور بستر متحرک چرخه شیمیایی احتراق

چکیده مدل سازی راکتور ریفرمینگ گاز طبیعی با بخار آب به همراه راکتور بستر متحرک چرخه شیمیایی احتراق به کوشش صدیقه کبیری امروزه، یکی از اصلی ترین راه های تولید گاز سنتز(هیدروژن و مونواکسید کربن) فرآیندریفرمینگ گاز طبیعی با بخار آب می باشد. این فرآیند گرماگیر حدود 50 درصد از کل هیدروژن مورد نیاز جهان را تأمین می کند. از این رو، تلاش برای بهبود شرایط انجام واکنش درجهت افزایش میزان محصولات و همچنین کاهش هزینه و مشکلات زیست محیطی ناشی از نشر گاز دی اکسید کربن همراه فرآیند، اقدامی پر اهمیت به نظر می رسد. دی اکسید کربن به عنوان اصلی ترین گاز گلخانه ای که میزان اعظم آن از احتراق سوخت های فسیلی ایجاد می شود عامل افزایش دمای عمومی کره ی زمین به حساب می آید. تاکنون راه های گوناگونی برای جذب دی اکسید کربن پیشنهاد شده است که از میان آن ها، فرآیند چرخه شیمیایی احتراق مقرون به صرفه تر می باشد. این فرآیند نوین شامل دو راکتور مجزا با نام های راکتور هوا و راکتور سوخت می باشد. ذرات جامدی که معمولأ اکسید فلزات هستند بین این دو راکتور دائما در گردشند و تحت عمل اکسایش و کاهش ایجاد شده در راکتور هوا و سوخت قرار می گیرند و اکسیژن مورد نیاز را بین دو راکتور مبادله می کنند. این فرآیند در کل گرمازا بوده و گرمایی معادل گرمای حاصل از احتراق معمولی را فراهم می کند. این گرما را می توان جهت انجام یک واکنش گرماگیر مانند واکنش ریفرمینگ گاز طبیعی با بخار آب در یک راکتور چند لوله استفاده کرد. این ایده اساس کار راکتورهای کوپل گرمایی است که امروزه مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. بالا بردن بازده گرمایی ، افزایش میزان تولید، کاهش سایز راکتور و کاهش هزینه از مزایای انجام همزمان دو واکنش گرماگیر و گرمازا است که در یک راکتور انجام می شوند. فرآیند کوپلینگ چرخه شیمیایی احتراق و ریفرمینگ گاز طبیعی با بخار آب این امکان را فراهم می سازد تا با افزایش بازده گرمایی میزان محصولات راکتور ریفرمر افزایش پیدا کند. در این پایانامه برآنیم تا مدل سازی این فرآیند کوپلینگ را با استفاده از یک مدل هتروژن پایا و یک بعدی انجام دهیم. صحت مدل انجام شده با داده های راکتورریفرمینگ گاز طبیعی با بخارآب موجود در شرکت پتروشیمی زاگرس عسلویه بررسی شد. نتایج حاصل از مدل سازی با موارد مشابه در راکتور معمول ریفرمینگ گاز طبیعی با بخار آب مقایسه شد که افزایش میزان گاز سنتز قابل مشاهده می باشد.