توضیحات
طی سال های اخیر در صنعت هیدروژن از فرایند های متفاوتی به دست آمده است.یکی از روش های تولید هیدروژن ریفورمینگ گاز طبیعی (NG) می‌باشد،که در راکتور های بسیار بلندی(PLUG) تحت دما و فشار بسیار زیاد تولید می‌شود. حال آنکه در این پروژه هدف بررسی پارامتر های ترمودینامیکی بر روی درصد تبدیل تولید هیدروژن و یا تعداد راکتور مورد نیاز (یا طول راکتور) بر روی این پارامتر چه تاثیری خواهد گذاشت.
مراحل کلی فرآیند ریفورمینگ متان
- پیش گرمایش: گاز طبیعی و بخار آب پیش از ورود به راکتور ریفورمر، پیش گرم می‌شوند تا به دمای واکنش برسند.
- ریفورمینگ: مخلوط گاز طبیعی و بخار آب در راکتور ریفورمر بر روی کاتالیزور نیکل عبور داده می‌شود. در این مرحله، واکنش اصلی ریفورمینگ رخ می‌دهد و هیدروژن و مونوکسید کربن تولید می‌شود.
- واکنش شیفت: مونوکسید کربن تولید شده در مرحله قبل با بخار آب اضافی واکنش داده و هیدروژن و دی‌اکسید کربن تولید می‌کند. این واکنش به واکنش شیفت معروف است.
- خالص‌سازی: گاز حاصل از واکنش شیفت حاوی مخلوطی از هیدروژن، دی‌اکسید کربن، مونوکسید کربن و مقداری ناخالصی‌های دیگر است. برای تولید هیدروژن با خلوص بالا، این گاز بایدخالص‌سازی شود. روش‌های مختلفی برای خالص‌سازی هیدروژن وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به جذب سطحی، غشایی و تقطیر کرایوژنیک اشاره کرد.
واکنش‌های شیمیایی در ریفورمینگ متان
واکنش ریفورمینگ اولیه
CH₄ + H₂O → CO + 3H₂
واکنش شیفت
CO + H₂O → CO₂ + H₂
عوامل مؤثر بر راندمان فرآیند
- نوع کاتالیزور: انتخاب کاتالیزور مناسب، تاثیر بسزایی در سرعت واکنش، انتخاب‌پذیری و عمر مفید راکتور دارد.
- دما و فشار: افزایش دما و کاهش فشار، باعث افزایش سرعت واکنش و بهبود راندمان می‌شود.
- نسبت بخار به کربن: نسبت بخار به کربن در مخلوط ورودی، بر ترکیب گازهای خروجی و میزان تبدیل متان تأثیر می‌گذارد.
- سرعت فضایی: سرعت عبور مخلوط واکنش از بستر کاتالیزور، بر میزان تبدیل و انتخاب‌پذیری واکنش تأثیر می‌گذارد.
شبیه سازی خط تولید هیدروژن با ریفورمینگ متان
در این پروژه شبیه سازی واحد ریفرمینگ در 3 حالت و شرایط های عملیاتی مختلف در نرم افزار های اسپن پلاس و هایسیس انجام شده است.
- فایل اول:شبه سازی اسپن شماره 1 که دارای ۲ راکتور و جداکننده می باشد.
- فایل دوم:شبیه سازی اسپن شماره ۲ که دارای ۳ راکتور می باشد و یک جداکننده
جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.