تولید گاز سنتز به وسیله اکسیداسیون جزئی متان و تبدیل CO۲ به روش چرخه شیمیایی

گاز سنتز را می توان از گاز طبیعی (یا متان) به کمک بخار یا اکسیژن تولید کرد. فرآیندهای موجود از جمله ریفرمینگ کاتالیستی و خودگرمایی با مصرف انرژی و هزینه بسیار بالایی روبرو هستند. به عنوان یک فرآیند جایگزین، چرخه شیمیایی ریفورمینگ دارای ویژگی هایی از قبیل عدم نیاز به اکسیژن خالص، انتشار کم CO۲ و یکپارچگی بهتر فرآیند است. در کار حاضر به منظور تولید گاز سنتز برای احیای حامل های اکسیژن پروسکایتی از متان در یک فرآیند چرخه شیمیایی دینامیکی استفاده شده است و پس از آن، اکسیداسیون مجدد توسط CO۲ و هوا انجام می شود. حامل اکسیژن پروسکایتی به روش احتراقی ساخته شده و در سامانه رآکتوری بستر ثابت به صورت دینامیک آزموده شد. در رآکتور احیاء در مدت زمان محدود، گاز سنتز تولید گردید. میزان CO۲ تولیدی در این روش کمتر از ۵% است که در مقایسه با روش های معمول کمتر است. با ادامه واکنش احیاء، هیدروژن خالص تولید شده اما کک نیز تولید می گردد. بنابراین، احیای حامل اکسیژن به صورت ناقص انجام گردید. برای جبران اکسیژن های مصرف شده، در بخش اکسیداسیون، ابتدا گاز گلخانه ای CO۲ و پس از آن هوا به رآکتور تزریق گردید. علاوه بر این، سوزاندن کک های تشکیل شده نیز همزمان انجام می گردد. نتایج نشان می دهند که تبدیل متان به حدود ۹۰% در مدت min ۳۰ می رسد. در min ۱۷ ابتدای واکنش اکسیداسیون توسط CO۲، بخش قابل توجه CO۲ به CO تبدیل می گردد. در سیکل اکسیداسیون توسط هوا، برای بازیابی اکسیژن شبکه و سوختن کک حدود min ۲۰ زمان نیاز است. نتایج نشان می دهد که هم CO۲ و هم هوا نه تنها قابلیت سوزاندن و حذف کک را دارند بلکه تامین کننده اکسیژن های از دست رفته شبکه هستند.

Keywords:

گاز سنتز , اکسیداسیون جزئی متان , چرخه شیمیایی ریفرمینگ , تبدیل CO۲ , حامل اکسیژن پروسکایتی