طراحي و آناليز ديناميك سيالاتي سيستم يك راكتور با سه بستر سيال براي حلقه شيميايي توليد هيدروژن

چكيده حلقه شيميايي توليد هيدروژن(CLHG) از سوخت هاي فسيلي با اصل جداسازي CO2 ، هيدروژن توليد مي كند. در اين تحقيق دي اكسيد آهن. يك حامل اكسيژن مناسب براي اين فرآيند و فرايند شامل: راكتور سوخت (FR)- راكتور بخار (SR)- راكتور هوا (AR) مي باشد. راكتور سوخت: واكنش كربن همراه گاز هاي سوخت با هماتيت (Fe2O3) . محصول جامد FeO مي باشد. جريان محصول شامل مخلوطي از CO2 و بخار آب مي باشد كه پس از ميعان شدن بخار آب CO2 خالص به دست مي آيد. سپس FeO وارد راكتور بخار مي شود و با بخار واكنش مي دهد و هيدروژن و محصول جامد Fe3O4 را مي دهد . در راكتور هوا ، دوباره Fe3O4 به Fe2O3 اكسيد مي شود. در طول اين چرخه با جداسازي CO2 ، هيدروژن توليد مي شود. در اين مقاله ، راكتور بستر سيال فشرده جديد ارائه مي شود. بر اين اساس يك راكتور با سه بستر سيال و با ظرفيت 50 KW ساخته شده تا فرآيند را امكان سنجي كند.مفهوم جديد از راكتور بستر سيال فشرده در اين مقاله ارائه شده كه مي تواند اكسيد آهن را شديدا به Feo و Fe كاهش دهد ، در حاليكه بطور همزمان گاز سوخت را بطور كامل به CO2و H2O تبديل مي كندو بعد از ميعان بخار آب CO2 خالص بدست مي آيد. راكتور بستر سيال با ظرفيت 50KW ساخته شده در اين آزمايش تست هايي را سپري كرد كه نتايج آن به شرح زير مي باشد: سرعت چرخش مواد جامد : مي تواند در محدوده وسيعي متفاوت باشد و به طور شديد تحت تاثير سياليت در سه راكتور قرار گيرد همچنين به ميزان كل جامدات و توزيع جرم در بستر بستگي دارد. اين تجربيات عملياتي مي تواند به كنترل بالانس جرم و حرارت در راكتور كمك كند. نشتي گاز بين راكتورها : به كمك گاز ردياب CO2 انجام شد كه فهميده شد نشتي گاز به ميزان جامدات در گردش و اختلاف فشار بالانس شده بوسيله ناوداني بستگي دارد. وقتي سيستم نزديك شرايط استاندارد عملياتي كار مي كرد نشتي كمتر از 2٪ بود. در هر حال نشتي از FR مي تواند به 5٪‌زير شرايط برسد، كه نشان مي دهد حدود5٪ از CO2 مي تواند به اتمسفر برود. براي اجتناب از اين نشتي بايد طول ناوداني زير سيليكون هوا را افزايش داد. سيستم راكتور با سه بستر سيال يك اختلاف فشار و سرعت گردش جامدات پايدار در طول عمليات طولاني را نشان داد.