بهینه سازی راکتور غشایی تولید هیدروژن

هیدروژن یکی از عناصری است که در سطح زمین به وفور یافت می شود، این عنصر در طبیعت بصورت خالص وجود ندارد اما می توان آن را توسط روش های مختلفی همچون ریفورمینگ متان با بخارآب، اکسیداسیون جزیی، الکترولیز و غیره تولید کرد که در این میان روش ریفورمینگ متان با بخار آب به علت بازدهی بالا، ارزان و در دسترس بودن خوراک فرایند نسبت به سایر روش های دیگر مقرون به صرفه تر بوده و بعنوان روش کاربردی و تجاری تولید هیدروژن شناخته می شود. در این مقاله معادلات بقای جرم و انرژی راکتورهای بسترپرشده غشایی برای فرایند ریفورمینگ متان با بخار آب جهت تولید هیدروژن توسط روش عددی حل گردید. تاثیر تغییرات پارامترهای فرایندی دما، فشار، نسبت آب به متان در خوراک ورودی و دبی گاز جاروب کننده بر میزان تبدیل متان بررسی شد و مشخص شد که افزایش پارامترهای دما و نسبت آب به متان در خوراک باعث افزایش تبدیل متان در راکتور شده و افزایش فشار و دبی گاز جاروب کننده و کاهش ضخامت غشاء باعث افزایش تبدیل متان در راکتور غشایی می گردد.در ادامه، پارامترهای فرایند برای راکتور غشایی توسط الگوریتم ژنتیک بهینهسازی شد و دمای راکتور 420)درجه سانتیگراد)، فشار راکتور 25) بار)، ضخامت غشاء 3) میکرومتر)، نسبت دبی اولیه آب به دبی اولیه متان (2/8)، نسبت دبی گاز جاروب کننده به دبی اولیه متان (51) و طول بدون بعد (0/75) محاسبه شد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، راکتور غشایی ، تولید هیدروژن ، الگوریتم ژنتیک