آنالیز تئوری بر پایه روش CFD جهت ارزیابی عملکرد راکتور غشائی پالادیوم-نقره در مقایسه با راکتور معمولی طی فرآیند هیدروژن زدایی از سیکلوهگزان

در مطالعه‌ی حاضر، عملکرد راکتور غشائی پالادیوم-نقره طی واکنش هیدروژن زدایی از سیکلوهگزان (DCH) بر پایه روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، مدلسازی و شبیه‌سازی شده است. در سالهای اخیر، تولید هیدروژن به دلیل داشتن کاربردهای صنعتی و انرژی پاک، حائز اهمیت است. لذا فرآیند هیدروژن زدایی از سیکلوهگزان به دلیل تولید هیدروژن عاری از کرین دی اکسید و کرین مونواکسید و همچنین دارا بودن ظرفیت بالایی از هیدروژن، مورد توجه قرار گرفته است. به همین منظور یک مدل دو بعدی متقارن همدما برای راکتور غشائی پالادیمی ارائه شده است. در این راستا پس از مدلسازی و شبیه سازی عملکرد راکتور بستر ثابت و مقایسه‌ی نتایج آن با داده‌های آزمایشگاهی، مشاهده گردید تطابق خوبی (4 درصدخطا) بین نتایج تئوری و آزمایشگاهی حاصل شده است. به منظور درک بهتر از کارائی راکتور غشائی در طی واکنش DCH، تاثیر پارامترهای مختلف عملیاتی (دمای واکنش، فشار واکنش، فاکتورگازجاروبی و آرایش جریان) بر روی مفاهیم درصد تبدیل سیکلوهگزان و درصد بازیابی هیدروژن بررسی شده‌اند. به عنوان یک نتیجه کلی در تمامی شرایط عملیاتی، راکتور غشائی پالادیمی با جریان ناهمسو (MRC) نسبت به راکتور غشائی با جریان همسو (MR) و راکتور بستر ثابت معمولی(TR) عملکرد بهتری را نشان داده است. به عنوان مثال درصد تبدیل سیکلوهگزان با افزایش دما از 430 تا 490 کلوین، برای راکتور MRC از 4/28 تا 100 درصد، راکتور MR از 1/10 تا 75/77 و راکتور TR از 42/7 تا 29/46 افزایش یافته است.

Keywords:

مدلسازی و شبیه سازی , راکتور غشائی پالادیومی , هیدروژن زدایی , سیکلوهگزان , تولید هیدروژن