شبيه‌سازي فرآيند رفرمينگ شيميايي چرخشي جهت توليد گاز سنتز

Simulation of a chemical looping reforming plant for synthesis gas generation using ASPEN PLUS

گاز سنتز كه از CO و H2 تشكيل شده است، يك واسطه‌ي مهم است كه از آن در توليد آمونياك، متانول، هيدروژن و تركيبات بسيار ديگري استفاده مي‌شود. يكي از روش‌هاي نوين توليد گاز سنتز، رفرمينگ حلقه شيميايي(CLR) متان است. رفرمينگ حلقه‌ شيميايي متان، ‌اكسيداسيون جزئي متان بدون استفاده از اكسيژن خالص است كه در آن اكسيد فلزيِ كاهش يافته، مجددا توسط هوا اكسيد مي شود. هدف اين مقاله، شبيه‌سازي يك واحد رفرمينگ حلقه شيميايي به منظور توليد گاز سنتز است. شبيه‌سازي اين واحد با نرم افزارASPEN PLUS V8.8 انجام شد. نتايج نشان داد هنگامي كه نرخ جريان هوا 2.38 كيلومول بر ساعت باشد، عمده گاز خروجي از رآكتور سوخت، گاز سنتز است. از انرژي جريان‌هاي خروجي از رآكتورها جهت پيش‌گرم كردن جريان‌هاي ورودي به رآكتورها از دماي محيط تا 800 درجه سانتي‌گراد استفاده شد. گرماي لازم در رآكتور سوخت 197194 كيلوژول بر ساعت و گرماي توليد شده در رآكتور هوا، 207257 كيلوژول بر ساعت بدست آمد. از گرماي توليد شده در رآكتور هوا براي توليد بخار بخار آب 115 درجه سانتي‌گراد استفاده شد كه ميزان بخار آب توليدي 4.25 كيلومول بر ساعت بدست آمد.

Synthesis gas, which is mainly composed of H2 and CO, is the most important intermediate for the production of ammonia, methanol, hydrogen, and many other chemical products. Chemical-looping reforming of methane to synthesis gas is a novel methane partial oxidation process without pure oxygen consumption. Instead, an oxygen carrier performs the task of bringing O2 from the air to the fuel. In the air reactor the reduced oxygen carrier is reoxidized with air. In this work, a simple chemical looping reforming process was simulated using ASPEN PLUS V8.8. The results showed that the maximum synthesis gas could be produced at air flow of 2.38 kmol/hr. the entrance air and methane was preheated to 800oC by hot exhaust gases. The required heat in fuel reactor and the produced heat in air reactor was calculated 197194 kJ/hr and 207257 kJ/hr respectively. 4.25 kmol/hr steam could be produced using produced heat in air reactor.