عملكرد غشاهاي كامپوزيت سراميكي در توليد و خالص سازي هيدروژن در راكتورهاي ريفرمينگ بخار

performance of nano composite ceramic membrane for production and purification of hydrogen in steam reforming reactor

در اين پژوهش به ارزيابي عملكردغشا هاي سراميكي كامپوزيت آلومينا/سيليكا در خالص سازي هيدروژن پرداخته شد. ساخت غشاهاي مورد نظر با استفاده از اصلاح پايه توسط لايه نشاني متوالي سُل- ژل و ايجاد لايه غشايي توسط انباشت شيميايي بخار (CVD) انجام شد. شناسايي ساختار غشاهاي سنتز شده توسط آناليزهاي مختلف (SEM، DLS)، تشكيل لايه كامپوزيت متراكم با ضخامت 120-80 نانومتر را نشان داد. ارزيابي عملكرد غشا در جداسازي هيدروژن ميزان تراوايي اين گاز را در محدوده mol.m-2.s-1.Pa-1 7-10 × 11-8 و گزينش پذيري را در محدوده 100، 200 و 500 در مقابل CO2، N2 و CH4 حاصل كرده است. عملكرد غشاهاي در يك راكتور غشايي در ريفورمينگ متان عملكرد مطلوب راكتور غشايي نسبت به راكتور بستر ثابت را نشان مي‌دهد. به‌طوريكه ميزان تبديل متان در راكتور غشايي در 800 درجه سانتيگراد تا 95% بالا رفته و بازده توليد هيدروژن نسبت به راكتور بستر ثابت تا 30% بالاتر به دست آمد.

In this research work some ceramic membranes with composite structure of Al2O3/SiO2 are synthesized and their performance in production and purification of hydrogen in steam reforming reactor are investigated. These membranes are characterized by SEM, DLS methods. Composite layer of 80-100 nano meter was formed. Permeation of hydrogen is measured as 7-10 *11-8 mol.m-2s-1.pa-1 and selectivity in the rane of 100, 200, 500 with N2, CO2 and CH4 ia obtained. The conversion of methane is raised to 95% in 800 C in a steam reformin reactor. The production of hydrogen in comparison to fixed bed reactor has increased by 30%.