การจำลองซีเอฟดีของรีฟอร์มมิงมีเทนด้วยไอน้ำที่เพิ่มการดูดซับในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดแบบติดตั้งแผ่นปะทะ

Abstract

ปฏิกิริยารีฟอร์มิงมีเทนด้วยไอน้ำเป็นปฏิกิริยาที่สำคัญในโรงงานปิโตรเคมีเป็นอย่างยิ่งและเป็นกระบวนการผลิตไฮโดรเจนจากแก๊สธรรมชาติ โดยมีเทนจะทำปฏิกิริยากับไอน้ำร่วมด้วยตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลเกิดเป็นไฮโดรเจน ผ่านการปรับปรุงคุณภาพ ผ่านการกำจัดสิ่งปนเปื้อนต่างๆ ที่มาจากน้ำมันดิบ เพื่อนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์สารเคมี นอกจากนี้ไฮโดรเจนยังถูกจัดอยู่ในพลังงานทางเลือกที่กำลังได้รับความสนใจในปัจจุบัน จากงานวิจัยที่ผ่านมามีการศึกษาและปรับปรุงปฏิกิริยารีฟอร์มิงมีเทนด้วยไอน้ำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการเพิ่มขึ้น การดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองหน้าที่ที่สามารถเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและเป็นตัวดูดซับในเวลาเดียวกัน สมดุลปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปในทิศทางที่เกิดไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่นิยมใช้ ได้แก่ โดโลไมต์ และ แคลเซียมอะลูมิเนต โดยเรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยารีฟอร์มมิงมีเทนด้วยไอน้ำที่เพิ่มด้วยการดูดซับ งานวิจัยนี้ศึกษาแบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณของการรีฟอร์มมิงมีเทนด้วยไอน้ำที่เพิ่มด้วยการดูดซับในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดแบบติดตั้งแผ่นปะทะ เพื่อช่วยลดการเกิดฟองแก๊ส เพิ่มการสัมผัสระหว่างแก๊สและของแข็ง ลดการย้อนกลับของของแข็ง และเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ พิจารณาผลของการเพิ่มจำนวนของแผ่นปะทะและศึกษาตัวแปรดำเนินการต่างๆ พบว่า การติดตั้งแผ่นปะทะจำนวนสองแผ่น ส่งผลให้สัดส่วนโดยโมลของไฮโดรเจนเพิ่มสูงขึ้นเป็น 0.93 และ ตัวแปรดำเนินการที่เหมาะสมได้แก่ ความเร็วที่ 0.1 เมตรต่อวินาที อุณหภูมิที่ 923 เคลวิน ความสูงของเบดที่ 35 เมตร และ สัดส่วนของไอน้ำและคาร์บอนที่ 4.0