ارزیابی ترمودینامیکی تولید هیدروژن با واکنش ریفورمینگ متانول با بخار آب به کمک روش کمینه سازی انرژی آزاد گیبس

در این پژوهش، تعادل ترمودینامیکی فرآیند ریفورمینگ متانول به همراه بخار آب به منظور تولید هیدروژن به روش کمینه­ سازی انرژی آزاد گیبس توسط نرم ­افزار اسپن­پلاس بررسی شده است. تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند دما و نسبت بخار به متانول در جریان خوراک (Steam/Carbon)، بر روی توزیع فراورده ­های ارزیابی شده است. به منظور بررسی میزان تولید فراورده های جانبی ناخواسته در مخلوط تعادلی، پیشرفت واکنش ­های جانبی در جریان غنی از هیدروژن در بازه عملیاتی معین  (بازه دمایی: K۶۰۰-۳۰۰ و نسبت بخار آب به هیدروکربن: ۳-۱/۰ Steam/Carbon=) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.  شرایط بهینه برای به بیشینه رساندن میزان تبدیل متانول، بازده بالای تولید هیدروژن و به کمینه رساندن فراورده های ناخواسته مانند کربن مونوکسید و دی متیل اتر، تعیین شد. به منظور بررسی اثر وجود متان در مخلوط واکنش بر روی بازده تولید هیدروژن و انتخاب ­پذیری فراورده های، دو آنالیز ترمودینامیکی مجزا با فرض وجود و نبود متان در فراورده های انجام شد. بیشینه بازده هیدروژن تولیدی در صورت وجود متان در فراورده ها،  حدود۱۰ درصد می­ باشد. نتیجه های نشان داد که در صورت نبود متان در واکنش­، شرایط مورد نیاز فرایند ریفورمینگ متانول به همراه بخار آب برای تولید هیدروژن با غلظت بالا و کاهش بازده فراورده های جانبی ناخواسته، دمای بین K۶۰۰-۴۵۰ و مقدار Steam/Carbon بالای ۵/۱ می ­باشد.

کلیدواژه ها:

متانول ، ریفورمینگ ، هیدروژن ، ترمودینامیک ، انرژی آزاد گیبس