بررسی تولید هیدروژن از طریق ریفورمینگ متان در رآکتورهای مونولیتی با استفاده از روش های CFD

در این تحقیق انجام واکنش ریفورمینگ متان روی کاتالیست Ni جهت تولید هیدروژن در مایکرورآکتور با استفاده از مدلسازی ریاضی بررسی شده است. مدلسازی ریاضی با استفاده از روش های CFD انجام گرفته که یک روش حل کامل و دقیق برای جریانهای واکنشی می باشد. یک تک کانال جهت شبیه سازی در نظرگرفته شد و مدل دوبعدی تقارن محوری جهت شبیه سازی انتخاب گردید. معادلات نرخ واکنش برای واکنشهای SMR و شیفت- آب –گاز (WGS) بر اساس مدلهای موجود Langmuir–Hinshelwood انتخاب شد. آزمایشات مربوط به فرآیند SMR در یک رآکتور مقیاس بنچ انجام گرفتند. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه گردید و توافق خوبی مشاهده گردید. مدل CFD تایید شده به عنوان آزمایشگاه مجازی در نظر گرفته شد.برای بررسی اثر پارامترها روی عملکرد رآکتور، یک طراحی آزمایش با استفاده از نرم افزار Design Expert انجام گرفت. پارامترهای بررسی شده شامل دمای خوراک، فشار عملیاتی، فلاکس جرمی خوراک و نسبت مولی بخار آب به متان بودند که با بررسی های انجام گرفته مشخص گردید که موثرترین پارامترهایی که روی درصد تبدیل از نظرآماری تاثیر دارد به ترتیبGHSV ، نسبت مولی بخار آب به متان ، فشار و دمای خوراک می باشند همچنین مقادیر پارامترها برای کارکرد بهینه رآکتور معرفی شدند. از بررسی نتایج CFD می توان مطالعات بیشتری روی عملکردرآکتور انجام دادو با صرف هزینه کم اطلاعات ارزشمندی بدست آورد.