آناليز تعادل ترموديناميكي توليد هيدروژن به روش فرايند ريفورمينگ خشك متان با استفاده از روش حداقل سازي انرژي آزاد گيبس

در اين مقاله، آناليز تعادل ترموديناميكي فرايند ريفورمينگ خشك متان، به منظور افزايش ميزان انتخاب‎پذيري هيدروژن، حذف كربن و تنظيم نسبت H2/CO، توسط نرم افزار اسپن پلاس انجام شد. محاسبه‌هاي تعادلي با به كارگيري روش حداقل سازي انرژي آزاد گيبس صورت گرفت. تأثير نسبت مولي CO2/CH4 (0-6)، فشار ( bar20- 0.5) و دماي واكنش (K300-1100) بر روي ميزان تبديل تعادلي، انتخاب پذيري فراورده‌ها و تشكيل كربن ارزيابي شد. نتيجه‌هاي به دست آمده نشان داد كه افزايش دما و كاهش نسبت مولي CO2/CH4  تأثير مثبتي برروي ميزان انتخاب پذيري هيدروژن دارد، به‌طوري كه  در نسبت مولي كم‌تر از يك CO2 /CH4  و بازه دمايي بالاي K 1000، ميزان انتخاب پذيري هيدروژن به مرز 100 درصد مي رسد. در مقابل، با افزايش فشار در دماي ثابت، از ميزان انتخاب پذيري هيدروژن كاسته مي‌شود و اين امر بيانگر تأثير منفي فشار بر ميزان انتخاب‌پذيري هيدروژن است. كربن اصلي ترين فراورده جانبي ناخواسته فرايند ريفورمينگ خشك متان است كه به منظور بهينه سازي شرايط عملياتي، حذف آن ضروري است. در نسبت 6-1 = CO2/CH4، با افزايش دما و به ويژه در بازه دمايي K300-1000، ميزان تشكيل كربن با سير نزولي رو به كاهش است، اما با  افزايش فشار، ميزان توليد كربن روند صعودي دارد. علاوه بر اين، تنظيم نسبت H2/CO  گاز سنتز  به منظور استفاده در فرايندهاي گوناگون مورد بررسي قرار گرفت كه مي توان با تغيير نسبت CO2/CH4   و تغييرهاي فشار و دما به مقدار دلخواه رسيد. نتيجه‌ها حاكي از آن است كه بازه دمايي K1000 - 1100، نسبت مولي 1.5-1 = CO2/CH4  و بازه فشار bar 1 - 0.5، شرايط عملياتي بهينه براي توليد هيدروژن به روش فرايند ريفورمينگ خشك متان است.