شبیه سازی و ارزیابی عملکرد غشای پالادیومی برای رسیدن به بازیابی بالای هیدروژن خالص از جریان گاز سنتز در نرم افزار PRO/II v.10

سال انتشار: 1398
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 535

فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

OGPCONF05_025

تاریخ نمایه سازی: 18 مرداد 1398

چکیده مقاله:

کاهش منابع سوختهای فسیلی و توجه بیشتر به مسائل زیستمحیطی، استفاده از انرژیهای فراوان و پاک نظیر هیدروژن بیش از گذ شته مورد توجه قرار گرفته ا ست. متداولترین روشهای تولید هیدروژن، ا ستفاده از ریفورمینگ سوختهای گازی نظیر گاز طبیعی و یا گازی سازی سوختهای جامد نظیر بیومس و زغال سنگ است. در این فرآیندها هیدروژن عمدتا به همراه محصولات جانبی دی اکسید کربن، مونوکسید کربن، متان و ... تولید می شود. از هیدروژن خالص در هیدروکراکینگ، سوخت خودرو، سوخت مو شک، برش فلزات، سنتز آمونیاک، سوخت پیلهای سوختی و ... ا ستفاده می شود، بنابراین لازم ا ست هیدروژن از ترکیبات گازهایی نظیر گاز سنتز بازیابی و مورد استفاده قرار بگیرد. از روشهای جداسازی و خالص سازی هیدروژن میتوان به روشهای مرسوم غشایی، سرمایشی و انواع جاذبها اشاره کرد. فناوریهای غشایی با توجه به مصرف کم انرژی و تولید هیدروژن با خلوص بالا از روشهای مهم و پرکاربرد برای خالص سازی هیدروژن بشمار میرود. غشاهای پالادیومی و سیلیکایی در بین غ شاهای موجود بهترین عملکرد را در خالص سازی هیدروژن در بین غ شاهای موجود دارند. از طرفی غشاهای پالادیومی بیشترین انتخاب پذیری هیدروژن را نسبت به سایر ترکیبات دارند و این باعث میشود با یک غشای تک مرحله ای به بازیابی بیش از 95 در صد هیدروژن از جریانهای گاز ر سید. هدف از این پژوهش شبیه سازی واحد بازیابی هیدروژن خالص از جریان گاز سنتز در نرم افزار PRO/II v.10 و آنالیز حساسیت پارامترهای عملیاتی موثر نظیر سطح مقطع و گرادیان فشار غشای پالادیومی به منظور افزایش بازیابی هیدروژن خالص ا ست. نتایج نشان داد با افزایش گرادیان فشار یا سطح مقطع غشا میزان بازیابی هیدروژن خالص افزایش پیدا خواهد کرد. همچنین برای دستیابی به بازیابی هیدروژن خالص ثابت، با افزایش گرادیان فشار غشای پالادیومی میزان سطح مقطع غشا کاهش پیدا خواهد کرد. اما تا ارزیابی اقتصادی صورت نگیرد، نمیتوان با اطمینان گفت که کدام یک از پارامترهای کاهش سطح مقطع یا کاهش گرادیان فشار از لحاظ اقتصادی به صرفه خواهد بود. از طرفی با افزایش بازیابی هیدروژن خالص میزان حداقل گرادیان فشار نیز افزایش پیدا خواهد کرد. در یک بازیابی مشخص هیدروژن خالص در کمترین گرادیان فشار ممکن حداقل گرادیان فشار گفته میشود.

نویسندگان

مصطفی جعفری

دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

کامران قاسم زاده

دانشیار گروه مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

علی اصغر شهابی

دانش آموخته ارشد مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران