جداسازی H۲CO۲ با استفاده از غشای سرامیکی SiC) یا (AL۲۳) با مدل سازی مکانیزم نفوذ Knudsen و ارزیابی اثرات دما فشار و اندازه حفره ها

در صنایع پتروشیمی به ویژه در واحدهای ریفورمینگ بخار و فرایندهای پس از واکنش مانند Water Gas Shift جداسازی هیدروژن از مخلوطهای حاوی CO۲ اهمیت حیاتی دارد. غشاهای سرامیکی به دلیل پایداری حرارتی و شیمیایی بالا گزینه ای مناسب برای جداسازی گازها در شرایط عملیاتی دما بالا محسوب می شوند. در این پژوهش عملکرد یک غشای سرامیکی مبتنی بر SiC برای جداسازی مخلوط H۲CO به صورت مدل سازی و شبیه سازی عددی بررسی شده است. مکانیزم اصلی انتقال جرم نفوذ Knudsen در نظر گرفته شد و اثر دما (۷۰۰-۴۰۰ درجه)، اختلاف فشار (bar ۱) و اندازه میانگین تخلخل (m۲-۱۰) بر شار نفوذ و انتخاب پذیری مطالعه شد. نتایج نشان داد که کاهش اندازه حفره ها از ۱۰ به ۲ نانومتر انتخاب پذیری H۲/CO۲ را تا حدود ۵ برابر افزایش می دهد، همچنین افزایش دما شار هیدروژن را به طور قابل توجهی افزایش داده ولی اثر کاهنده ای بر انتخاب پذیری دارد. یافته های این تحقیق نشان می دهد که غشاهای SiC با طراحی مناسب ساختار تخلخل می توانند گزینه ای کارا برای بازیافت هیدروژن در واحد پتروشیمی باشند.

کلیدواژه ها:

غشاهای سرامیکی ، جداسازی گاز هیدروژن ، نفوذ Knudsen ، ریفورمینگ بخار و متان ، جداسازی CO۲ ، واکنش شیفت گاز - آب ، اندازه حفره ، ساختار تخلخل ، بازیافت هیدروژن ، کربید سیلیسیم (SiC) ، مدل سازی و شبیه سازی عددی ، انتخاب پذیری غشا