مدل سازی ریاضی تولید گاز سنتز در راکتورهای مونولیتی بستر متوالی Rh-Rh/Ni

با توجه به فعالیت بسیار زیاد کاتالیست های رودیوم و نیکل و گرمازائی شدید و سرعت بالای واکنش های اکسیداسیون متان روی سطح این کاتالیست ها، استفاده از راکتورهای متداول بستر ثابت برای انجام این فرآیند مناسب نیست. در این مقاله، فرایند تبدیل خودگرمائی متان به گاز سنتز در راکتورهای مونولیتی بستر متوالی Rh-Rh/Ni مدل سازی و شبیه سازی می شود. برای بررسی رفتار هیدرودینامیکی میدان جریان از مدل جریان قالبی استفاده شده است. اثر واکنش های شیمیایی فاز گاز و سطح کاتالیست به ترتیب با استفاده از مکانیسم GRI3.0 و ریز مکانیسم های ابتدائی معتبر ارائه شده برای کاتالیست های رودیوم و نیکل مدل شده است. عملکرد راکتورهای مونولیتی تک بستره رودیوم با راکتورهای دوبستره ایکه بستر دوم آنها با نیکل و رودیوم پوشیده شده است مقایسه شده اند و اثر تغییرات دمای پیش گرم خوراک، زمان اقامت، و فشار عملیاتی بر گزینش پذیری تولید هیدروژن و منواکسید کربن و همچنین تبدیل متان و کیفیت گاز سنتز بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از رودیوم یا نیکل در بستر دوم سبب افزایش گزینش پذیری و بهره ی تولید گاز سنتز و کاهش میزان مصرف انرژی می شود. استفاده از رودیوم در بستر دوم نسبت به نیکل، در افزایش بهره تولید گاز سنتز مؤثرتر است.

Keywords:

گاز سنتز , راکتورهای م ونولیتی , کاتالیست رودیوم , کاتالیست نیکل , راکتورهای زمان ماند کوتاه , راکتورهای دوبستره