بهینه سازی راکتور کوپل حرارتی فرایند کاتالیستی ریفرمینگ متان با بخارآب به همراه حلقه ی شیمیایی احتراق توسط حامل اکسیژن مس

در این مقاله، بهینه سازی دو فرآیند کاتالیستی ریفرمینگ متان با بخارآب و حلقه ی شیمیایی احتراق درون یک راکتور کوپل حرارتی بررسی می شود. این راکتور متشکل از سه راکتور لوله ای هم مرکز می باشد که فرآیند حلقه ی شیمیایی احتراق در دو راکتور درونی و بیرونی و فرآیند ریفورمینگ متان با بخارآب در راکتور میانی انجام می شود. گرمای مورد نیاز فرایند گرماگیر ریفورمینگ متان با بخارآب بوسیله فرایند گرمازای حلقه شیمیایی احتراق تأمین می شود. از مهمترین مزایای حلقه ی شیمیایی احتراق جداسازی ذاتی دی اکسید کربن از محصولات احتراق می باشد. کاتالیست مورد استفاده در راکتور بستر ثابت ریفرمینگ متان با بخارآب نیکل بوده و از اکسید مس به عنوان حامل اکسیژن و کاتالیست راکتور چرخه شیمیایی احتراق استفاده شده است. از یک مدل هتروژن یک بعدی برای شبیه سازی فرایند استفاده شده است. جهت افزایش میزان هیدروژن تولیدی، از روش بهینه سازی DEبا در نظر گرفتن بازده تولید هیدروژن به عنوان تابع هدف، استفاده کردیم. متغیر های تصمیم گیری در این روش، دما و دبی ورودی به راکتور سوخت و دمای ورودی به راکتور ریفورمینگ متان با بخارآب می باشند. با استفاده از این روش نقاط بهینه برای دماها و دبی های ورودی بدست آمد. همچنین صحت مدل با داده های صنعتی مربوطه بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد با این روش بازده تولید هیدروژن به میزان قابل قبولی افزایش یافته است.