مدل سازی ریاضی تولید گاز سنتز در راکتورهای مونولیتی بستر متوالی rh-pt

چکیده فرآیند تبدیل خود گرمائی متان به گاز سنتز در راکتورهای مونولیتی بستر متوالی rh/pt/ni مدل¬سازی و شبیه¬سازی شده¬است. رفتار هیدرودینامیکی میدان جریان با استفاده از مدل جریان قالبی و لحاظ¬کردن برهمکنش همزمان واکنش های فاز گاز و سطح کاتالیست مورد بررسی قرار گرفته است. اثر واکنش های شیمیائی فاز گاز و سطح کاتالیست به¬ترتیب با استفاده از مکانیسم gri 3.0 و ریز مکانیسم های ابتدائی معتبر ارائه شده برای کاتالیست های رودیوم، پلاتینوم و نیکل مدل شده اند. نتایج حاصل با داده¬های آزمایشگاهی ارائه شده توسط تومالا تطبیق داده شده¬است. برای حل معادلات مدل از زیربرنامه¬ی تجاری daspk در محیط فرترن استفاده شده¬است. عملکرد راکتورهای مونولیتی تک¬بستره ی رودیوم و پلاتینوم، با راکتورهای دوبستره ای که بستر دوم آن ها با نیکل و رودیوم پوشیده شده است مقایسه شده اند و اثر تغییرات دمای پیش¬گرم خوراک، زمان¬عبور و فشار عملیاتی بر گزینش¬پذیری تولید هیدروژن و منواکسیدکربن و همچنین تبدیل¬متان و کیفیت گاز سنتز بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از رودیوم یا نیکل در بستر دوم سبب افزایش گزینش¬پذیری و بهره ی تولید گاز سنتز و کاهش میزان مصرف انرژی می شود و استفاده از رودیوم در بستر دوم نسبت به نیکل، در افزایش بهره¬ی تولید گاز سنتز مؤثرتر است. همچنین، مشاهده می¬شود توالی کاتالیست نیکل با پلاتینوم برای افزایش بهره و گزینش پذیری تولید گاز سنتز، اثرگذارتر از توالی آن با کاتالیست رودیوم است و باعث افزایش بهره و گزینش¬پذیری تولید گاز سنتز به میزان 16% می¬شود. کلمات¬کلیدی: گاز سنتز، راکتورهای مونولیتی، راکتورهای زمان¬ماندکوتاه، بسترهای متوالی، رودیوم، پلاتینوم، نیکل