ارزیابی اثر دما، نسبت بخار به متان، فشار و سرعت فضایی در فرآیند ریفرمینگ بخار متان با کاتالیست‌های نیکل و رادیوم

چکیده مقاله

فرآیند ریفرمینگ بخار متان بالاترین بازدهی را نسبت به سایر روش‌های تولید هیدروژن دارد. نقش دما، فشار، نسبت بخار به کربن ورودی، سرعت فضایی و کاتالیست در انجام این فرآیند دارای اهمیت است. در تحقیق حاضر، یک حل عددی با استفاده از نرم‌افزار منبع باز کانترا در محیط برنامه‌نویسی پایتون، برای تولید گاز سنتز و هیدروژن به روش ریفرمینگ بخار متان در حضور دو کاتالیست نیکل و رادیوم ارائه می‌گردد. مدل‌سازی در محدوده گسترده دمایی 600-1300 کلوین، نسبت بخار به کربن ۲-۴، فشار ۲۵/0-۴ بار و سرعت فضایی (GHSV) ۱5۰-120000 بر ساعت انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهد محدوده مناسب برای تولید گاز سنتز و هیدروژن در حضور کاتالیست نیکل و رادیوم محدوده دما ۱۰0۰-۱۳۰۰ کلوین، فشار ۱-2 بار و سرعت فضایی 5۰۰۰-۱5۰۰۰ بر ساعت و نسبت بخار به کربن به ترتیب برابر با 5/2-3 و ۳-۵/۳ است. در شرایط یکسان عملکردی به دلیل فعالیت بیشتر کاتالیست رادیوم نسبت به نیکل، تولید هیدروژن در حضور آن کاتالیست بیشتر است، اما با توجه به عملکرد مشابه و قابل‌قبول کاتالیست‌های رادیوم و نیکل در شرایط بهینه، به دلیل مقرون‌به‌صرفه و در دسترس بودن، کاتالیست نیکل مناسب‌تر است.