پيش بيني اثر پارامترهاي عملياتي بر بازيابي هيدروژن در فرآيند ريفرمينگ متان به همراه بخار آب در يك رآكتور غشايي بستر سيال

Prediction the Effect of the Operating Parameters on the Hydrogen Recovery in Steam Methane Reforming Fluidized Bed Membrane Reactor

در اين مطالعه يك مدل رياضي براي فرآيند توليد هيدروژن از طريق ريفرمينگ متان با بخار آب در يك رآكتور بستر سيال غشايي به صورت يك بعدي، هم فشار و غير هم دما توسعه داده شده است. موازنه جرم و انرژي براي فاز واكنش دهنده و جاروب كننده، يك دستگاه معادلات ديفرانسيل ايجاد مي‌كند كه از حل همزمان آنها توزيع غلظت و دما در طول رآكتور به دست مي آيد. پس از مقايسه نتايج حاصل از مدل با داده‌هاي تجربي و اطمينان از صحت مدل رياضي، اثر مقدار و روش گرمادهي به راكتور و نيز پارامترهاي عملياتي شامل دماي خوراك ورودي، نسبت بخار و گاز جاروب كننده به متان ورودي و فشار بر مقدار هيدروژن بازيابي شده و تبديل متان بررسي شده است. مطابق نتايج اين مطالعه مي‌توان بازيابي هيدروژن و تبديل متان در رآكتور غشايي را با گرمادهي توزيع شده به صورت صعودي و افزايش دماي خوراك افزايش داد.

A non-isothermal, isobaric and one-dimensional mathematical model has been developed for the production of hydrogen by steam reforming of methane. Mass and energy balances for reacting and scrubbing phases provide a system of algebraic and differential equations solution of which gives concentration and temperature distributions along the reactor. After validation of the model against available experimental data, the effect of heating method of the reactor and different operating parameters including temperature and pressure of feed, ratio of steam and scrubbing gas to methane on hydrogen recovery and methane conversion has been investigated. The results of this study show that hydrogen recovery and methane conversion may be increased by increasing the feed temperature and incremental heating of the membrane reactor.