شبیه سازی cfd و بررسی عملکرد راکتور مونولیتیک ریفرمینگ متان

در این تحقیق، شبیه سازی سه بعدی واکنش فرآیند تبدیل متان با بخار آب برای تولید هیدروژن در یک راکتور مونولیتیک لانه زنبوری در دمای 1073 کلوین (?c800) و فشار 1 اتمسفر مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا هندسه ی مورد نظر ترسیم شده است. سپس برای حل معادلات انتقال مومنتم و جرم و اجزا و حرارت و با اعمال شرایط مرزی و اولیه از نرم افزار کامسول استفاده شده است. در اعتبار سنجی این حل عددی به بررسی اثر ghsv بر غلظت تولید محصولات پرداخته شده است. نتایج پیش بینی شده حل عددی تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی دارد. این تطابق در میزان جز مولی co و h2 بیشتر می باشد. در این تحقیق مشاهده می شود در ghsv، 5000 غلظت در طول راکتور کاهش می یابد که این پدیده با توجه به واکنش ریفرمینگ، متان در واکنش مصرف می شود به طوری که جز مولی 0.25 متان در ورودی به جز مولی 0.03 در خروجی کانال می رسد. این کاهش در mm4 اولیه راکتور بسیار چشمگیرتر است. در دمای 1073 کلوین جز مولی 0.25 در ورودی راکتور به جز مولی 0.034 در خروجی کانال می رسد با کاهش دما میزان مصرف متان در طول کانال کاهش می یابد و میزان جز مولی متان در خروجی افزایش می یابد. میزان تاثیر تخلخل بر جز مولی متان در امتداد راکتور در دو دمای 1073 و 973 کلوین بررسی شد. در دمای 973 میزان جز مولی متان در تخلخل 0.4 نسبت به تخلخل 0.7 بیشتر کاهش می یابد به عبارتی تبدیل متان در تخلخل 0.4 نسبت به 0.7 بیشتر می باشد. چون سیال بیشتر با کاتالیست موجود در بخش متخلخل راکتور تماس پیدا می کند به همین سبب میزان جز مولی متان در تخلخل 0.4 بیشتر کاهش می یابد. درصد تبدیل متان در سه نسبت بخار آب به متان 3و 4 و 5.25 باافزایش جز مولی بخار آب در ابتدای راکتور موجب افزایش میزان درصد تبدیل متان می شود. به طوریکه در نسبت بخار آب به متان 5.25 در ghsv 5000 تبدیل متان 92.7 درصد و در ghsv 25000 تبدیل متان 54.9 درصد می باشد. در انتها مشاهده شد که بیشترین مقدار تبدیل در ghsv 5000 و دمای 1073 کلوین و نسبت بخار آب به متان 5.25 است. کلید واژه ها : شیفت گاز آب، کاتالیزور مونولیتیک، ریفرمینگ متان، مونولیت نیکل، ghsv، cfd