شبیه‌سازی دوبعدی هتروژن راکتور کاتالیستی تبدیل متان با بخار آب

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشگاه علوم پزشکی آجا

2 دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در این مقالهیک مدل دوبعدی هتروژن برای پیشبینی عملکرد یک راکتور ریفرمینگ متان با بخار آب به کار گرفته شده است. مقاومتهای خارجی و داخلی برای انتقال جرم و حرارت در دانه کاتالیست برای این مدل در نظر گرفته شده و دستگاه معادلات دیفرانسیل حاصل به روش عددی حل شده است. برای بررسی اثر پارامترهای مختلف مانند دما، فشار، نسبت بخار به متان، شبیهسازیهای مختلفی انجام‌شده و نتایج حاصل از شبیهسازی با دادههای یک راکتور صنعتی مقایسه شد‌ه‌ است. تطابق خوبی میان دادههای صنعتی و نتایج شبیهسازی دیده می‌شود که بیانگر کارایی مدل در پیشبینی عملکـرد راکتـور است. همچنین درصد خطای نسبی برای موارد مختلف (دما و فشار و...) 1% تا 10% اندازهگیری شده است.

کلیدواژه‌ها


 

[1]        Liguras, D.K., Goundani, K., Verykios, X.E., 2004. Production of hydrogen for fuel cells by catalytic partial oxidation of ethanol over structured Ni catalysts. J. Power Sour. 130, 30-37.

[2]        A.M. Adris, B.B. Pruden, C.J. Lim, J.R. Grace, 1996, On the reportedattempts to radically improve the performance of the steam reforming reactor, Can. J. Chem. Eng. 74, 177.

[3]        Rostrup-Nielsen, J.R., Sehested, J., Nørskov, J.K., 2002. Hydrogen and synthesis gas by steam- and CO2 reforming. Adv. Catal. 47, 65-139.

[4]        Rostrup-Nielsen, J.R., Bak Hansen, J.-H., 1993. CO2-reforming of methane over transition metals. J. Catal. 144, 38-49.

[5]        Rostrup-Nielsen, J.R., Christiansen, L.J., Bak Hansen, J.H., 1988. Activity of steam reforming catalysts: role and assessment. Appl. Catal. 43, 287-303.

[6]        Kvamsdal, H.M., Svendsen, H.F., Hertzberg, T., Olsvik, O., 1999. Dynamic simulation and optimization of a catalytic steam reformer. Chem. Eng. Sci. 54, 2697-2706.

[7]        Quinta Ferreira, R.M., Marques, M.M., Babo, M.F., Rodrigues, A.E., 1992. Modeling of the methane steam reforming reactor with large-pore catalyst. Chem. Eng. Sci. 47, 2909-2914.

[8]        Rostrup-Nielsen, J.R., 1993. Production of synthesis gas. Catal. Today 18, 305-324.

[9]        Adris, A.M., Pruden, B.B., Lim, C.J., Grace, J.R., 1996. On the reported attempts to radically improve the performance of the steam reforming reactor. Can. J. Chem. Eng. 74, 177-186.

 

[10]      Elnashaie, S.S.E.H., Elshishini, S.S., 1993. Modeling, Simulation and Optimization of Industrial Catalytic Fixed Bed Reactors. Gordon and Breach, Amsterdam, The Netherlands.

[11]    فاطمی، شهره؛ شاه‌کرمی پیروز،"شبیه‌سازی و بهینه‌سازی فرایند ریفمینگ ترکیبی متان"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران (1389).

[12]    لطفی، ناصر، آل‌ابراهیم‌دهکردی، حبیب؛ طالبی مزرعه‌شاهی، محمد؛ "شبیه‌سازی راکتور بستر ثابت ریفرمینگ ترکیبی متان با بخار آب و دی اکسید کربن"، اولین کنفرانس ملی نفت، گاز، پتروشیمی و توسعه پایدار، تهران (1393).

[13]    بوی، سید رضا؛ عباسی، محمود؛ حسینی، سید امین؛ "شبیه‌سازی راکتور ریفرمینگ متان با بخار آب حاوی کاتالیست با هندسه کروی و مسطح"، مجله شیمی کاربردی (اندیشه علوم) ، چاپ سوم، دانشگاه سمنان (1395).

[14]      J. Xu, G.F. Froment, 1989, Methane steam reforming, methanation and water-gas shift. I. Intrinsic kinetics, AIChE J. 35 88.

[15]      A.G. Dixon, D.L. Cresswell, 1979, Theoretical prediction of effective heat transfer parameters in packed beds, AIChE J. 25 663.

[16]      G.F. Froment, P.K. Hofmann, Design of fixed-bed gas-solid catalytic reactor, in: Chemical Reactor and Reactor Engineering, Marcel Dekker, New York, 1987.

[17]    آتشی، حسین؛ آراء، آرش؛ یعقوبی، قاسم؛"تعیین مدل و شبیه‌‏سازی راکتور تولید گاز سنتز". نشریه دانشکده مهندسی، (1385).