COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS STUDY OF HYDROGEN GENERATION BY LOW TEMPERATURE STEAM METHANE REFORMING IN A MEMBRANE REACTOR
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
يهيمن احتراق المحروقات الأحفوري على قطاع انتاج الطاقة في العالم مما يتسبب في انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون والتلوث البيئي. يعتبر الهيدروجين وقود نظيف وذو كفاءة عالية. يتم انتاج الهيدروجين بصورة أساسية من عملية اصلاح الميثان والتي تصنف كعمليه ماصة للحرارة تستهلك حوالي 30% من الوقود المستخدم لتوفير الحرارة للتفاعل. هذه النسبة يمكن توفيرها بواسطة مركزات الطاقة الشمسية. تعتبر تقنية القطع المكافئ الشمسي جاذبه لأنها تقنية ناضجه وغير مكلفة ولكنها محدودة لدرجات الحرارة الأقل من 600 درجة مئوية. بالرغم من أنه عند هذه الدرجة تكون عملية تحويل الميثان منخفضة، فان استخراج الهيدروجين من البخار المتفاعل بواسطة الأغشية يقود الى الاتزان في المواد الناتجة من التفاعل ويمكن من الوصول الى عمليات التحويل عالية. في هذه الدراسة تم تحليل عملية اصلاح الميثان، بدرجة حرارة منخفضه في مفاعل أغشية، عدديا وباستخدام العمليات الحاسوبية لميكانيكا الموائع. تم دراسة أثر درجة الحرارة، نسبة البخار/الكربون والسرعة على عملية التحويل. تم تحديدا الاستقصاء عن درجة استعادة الهيدروجين وانتقائية ثاني أول الكربون. أظهرت النتائج في درجات الحرارة أقل من 500 درجة أن أداء المفاعل يكون محدودا بإصلاح التفاعل، بينما في درجات الحرارة الأعلى يكون فصل الهيدروجين هو العامل المهم. أيضا، يمكن استعادة الهيدروجين حتى في السرعات العالية. الأكثر أهمية، أن فصل الهيدروجين يؤدي الى خفض تركيز أول أكسيد الكربون والذي يعتبر العامل الأساسي في تكوين الفحم عند درجات الحرارة المنخفضة.