แบบจำลองสมดุลของกระบวนการผลิตไฮโดรเจนจากสารประกอบไฮโดรคาร์บอนและแอลกอฮอล์

Abstract

ไฮโดรเจนที่ผลิตจากของเสียจากอุตสาหกรรมที่ประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนและแอลกอฮอล์เป็นแหล่งพลังงานใหม่ที่น่าสนใจ ในงานวิจัยนี้จึงได้สร้างแบบจำลองสมดุลสำหรับการผลิตไฮโดรเจน ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ กระบวนการเกิดออกซิเดชันบางส่วน และกระบวนการออโตเทอร์มอลรีฟอร์มมิงของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน (มีเทน และโพรเพน) และแอลกอฮอล์ (เมทานอล และเอทานอล) โดยแบ่งรูปแบบของแบบจำลองจากการเลือกคิดสมดุลของบางปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์ โดยสำหรับกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำของมีเทน โพรเพน และเอทานอล ได้แบบจำลองที่เหมาะสมคือแบบจำลองที่คิดปฏิกิริยาการแตกตัว รีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ และการเปลี่ยนน้ำเป็นก๊าซพร้อมกันในเครื่องปฏิกรณ์เดียว ส่วนกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำของเมทานอลที่ใช้ Cu เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แบบจำลองที่เหมาะสมคือแบบจำลองที่คิดปฏิกิริยาการแตกตัว และการเปลี่ยนน้ำเป็นก๊าซพร้อมกันในเครื่องปฏิกรณ์เดียว และที่ใช้ Ni เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แบบจำลองที่เหมาะสมคือแบบจำลองที่คิดปฏิกิริยาการแตกตัว การเปลี่ยนน้ำเป็นก๊าซ และการเกิดมีเทนพร้อมกันในเครื่องปฏิกรณ์เดียว สำหรับกระบวนการเกิดออกซิเดชันบางส่วนของมีเทน โพรเพน และเอทานอล ได้แบบจำลองที่เหมาะสมคือแบบจำลองที่คิดปฏิกิริยาการแตกตัว การเกิดออกซิเดชันบางส่วน และการเผาไหม้พร้อมกันในเครื่องปฏิกรณ์เดียว ส่วนกระบวนการเกิดออกซิเดชันบางส่วนของเมทานอลที่ใช้ Cu เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แบบจำลองที่เหมาะสมคือแบบจำลองที่คิดปฏิกิริยาการแตกตัว และการเผาไหม้พร้อมกันในเครื่องปฏิกรณ์เดียว สำหรับกระบวนการออโตเทอร์มอลรีฟอร์มมิงของมีเทน โพรเพน เมทานอล และเอทานอล ได้แบบจำลองที่เหมาะสมคือแบบจำลองที่นำปฏิกิริยาในแบบจำลองของกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ และการเกิดออกซิเดชันบางส่วนมารวมกัน และคิดสมดุลพร้อมกันในเครื่องปฏิกรณ์เดียว นอกจากนี้ยังสามารถคิดเป็นเครื่องปฏิกรณ์ต่ออนุกรมกันโดยคิดสมดุลของกระบวนการเกิดออกซิเดชันบางส่วนก่อน แล้วตามด้วยการคิดสมดุลของกระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำก็สามารถทำนายผลได้เหมือนคิดสมดุลในเครื่องปฏิกรณ์เดียวอีกด้วย