مدل سازی ترمودینامیکی ریفرمینگ سوخت های هیدروکربنی جهت تولید هیدروژن

همواره انرژی و بحران انرژی از اصلی ترین دغدغه های جوامع نوین صنعتی می¬باشد، به همین سبب محققان پی در پی در جستجوی روش¬های-جایگزین انرژی های فسیلی و یافتن انرژی¬های تجدید پذیر می¬باشند. هیدروژن به عنوان سوختی پاک در پیل¬های سوختی و خودرو های-هیدروژنی مطرح می¬شود.استفاده از ریفرمینگ سوخت های هیدروکربنی روشی جدید برای افزایش تولید هیدروژن و ذخیره سازی دی اکسید کربن می باشد. هیدروژن را می توان به عنوان یکی از سوخت های پاک در نظر گرفت، بدین خاطر که گاز خروجی حاصل از این سوخت آلاینده ای¬به جای نمی¬گذارد، به همین دلیل انتظار می رود که درآینده درخواست برای هیدروژن توسط پالایشگاه ها، صنایع متالورژی، پیل سوختی بالا برود، اما مشکل اصلی این است، که باید منبعی برای تامین آن موجود باشد. لازم به ذکر است که علت برتری این سوخت نسبت به دیگر سوخت ها، این است که در هنگام سوختن، محصول اصلی ایجاد شده بخار آب است. روش های مختلفی برای تولید هیدروژن وجود دارد، که می توان به ریفرمینگ هیدروکربن¬ها، هیدرولیز آب، هیدروژن¬گیری از هیدروکربن¬هاو استفاده از منابع تجدید پذیر و هسته ای اشاره نمود.تولید هیدروژن از ریفرمینگ سوخت¬های هیدروکربنی یک روش مقرون بصرفه است ومی¬توان از آن در پیل های سوختی استفاده کرد. در مقیاس صنعتی هیدروژن با تبدیل سوخت های هیدروکربنی و به طورعمده با سه فرآیند ریفرمینگ بخارآب ، اکسیداسیون جزیی و ریفرمینگ اتو ترمال به دست می¬آید. دراین پایان نامه ¬ به ¬تحلیل¬ترمودینامیکی ریفرمینگ اتانول در یک محدوده ی دمایی و نسبت مولی بخارآب به اتانول و اکسیژن به اتانول می-پردازد. همچنین تاثیر پارامتر های مختلف از قبیل دمای محیط واکنش و نسبت مولی بخارآب به اتانول و اکسیژن به اتانول برروی میزان تولید هیدروژن مورد بررسی قرار می¬گیرد.محدوده دمایی واکنش بین 700 تا 1300 درجه کلوین، نسبت مولی آب به اتانول بین 0تا 10 و اکسیژن به اتانول بین 0تا2.5 تغییر می کند. نتایج مدل سازی نشان می¬دهد که مول هیدروژن تولیدی به ازای هر مول اتانول در فرآیند ریفرمینگ بخارآب بیشتراز دوفرآیند دیگر اتانول می باشدو درهرسه فرآیند با افزایش دما هیدروژن بیشتری تولید می شود.دراین مدل سازی ترمودینامیکی تعادل ترکیب¬های هیدروژن، کربن منواکسید، کربن دی اکسیدو متان با استفاده روش مینیمم سازی انرژی آزاد گیبس با نرم افزار ees انجام می¬گیرد. نتایج شبیه سازی این کار با گزارش های پژوهش های پیشین مقایسه شد و همخوانی خوبی بین نتایج بدست آمد.