Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75392
Title: Combined steam reforming of CO2-containing natural gas and partial oxidation in a multistage gliding arc discharge system
Other Titles: การรวมกระบวนการเปลี่ยนรูปด้วยไอน้ำของก๊าซธรรมชาติที่มีคาร์บอนไดออกไซด์เป็นองค์ประกอบและการออกซิเดชันบางส่วนภายใต้ระบบพลาสมาประกายไฟฟ้าร่อนแบบหลายขั้นตอน
Authors: Narissara Arthiwet
Advisors: Sumaeth Chavadej
Other author: Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College
Advisor's Email: Sumaeth.C@Chula.ac.th
Subjects: Synthesis gas -- Production
Carbon dioxide -- Oxidation
ก๊าซสังเคราะห์ -- การผลิต
คาร์บอนไดออกไซด์ -- ออกซิเดชัน
Issue Date: 2012
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: When commercially converting methane to synthesis gas, conventional catalytic processes require both high temperature and high pressure, resulting in high energy consumption and catalyst deactivation. Non-thermal plasma is considered a promising alternative technology for synthesis gas production because it can be operated in ambient conditions. In this research, the effect of stage number of multistage gliding are discharge system on the process performance of combined steam reforming and partial oxidation of simulated natural gas was investigated. The simulated natural gas contained 70% methane, 5% ethane, 5% propane and 20% carbon dioxide. The experiments were carried out to investigate reactant conversions, product selectivities and yields, and power consumption by varying either residence time or stage number of plasma reactors, feed flow rate, hydrocarbons (HCs)/O₂ feed molar ratio and input voltage. An increase in stage number from 1 to 3 stages at a constant feed flow rate enhanced the reactant conversions, and H₂ yield with a reduction of energy consumption. The lowest energy consumption of 3.49x10ˉ¹⁷ Ws per molecule of reactants converted or 2.04x10 ˉ¹⁷ Ws per molecule of hydrogen produced was obtained from 3 stages of plasma reactors at a residence time and feed flow rate of 4.11 s and 100 cm³/min, respectively.
Other Abstract: ในทางการค้าการเปลี่ยนรูปก๊าซมีเทนให้เป็นก๊าซสังเคราะห์จะใช้กระบวนการแบบดั้งเดิมที่มีตัวเร่งปฏิกิริยานั้น เป็นกระบวนการที่ต้องใช้ความร้อนและความดันสูง ส่งผลให้การใช้พลังงานไฟฟ้าสูงและเกิดการเสื่อมของตัวเร่งปฏิกิริยาเร็วขึ้น ระบบพลาสมาที่ไม่ใช้ความร้อนถือว่าเป็นเทคโนโลยีทางเลือกสำหรับการผลิตก๊าซสังเคราะห์ เพราะระบบนี้สามารถปฏิบัติได้ใต้สภาวะบรรยากาศ ในงานวิจัยนี้ ระบบพลาสมาประกายไฟฟ้าร่อนแบบหลายขั้นตอนได้ถูกนำมาใช้ในการศึกษาผลกระทบของจำนวนเครื่องปฏิกรณ์ต่อการเกิดปฏิกิริยาของระบบการรวมกระบวนการเปลี่ยนรูปด้วยไอน้ำและการออกซิเดชันบางส่วนของก๊าซธรรมชาติจำลอง โดยที่ก๊าซ ธรรมชาติจำลองประกอบด้วย ก๊าซมีเทน 70%, ก๊าซอีเทน 5%, ก๊าซโพรเพน 5%, และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 20% ในงานวิจัยนี้ได้ดำเนินการเพื่อทำการศึกษาผลกระทบของตัวแปรต่าง ๆ ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้น, การเลือกเกิดของผลิตภัณฑ์, ค่าผลได้ของผลิตภัณฑ์, และกำลังไฟฟ้าที่ใช้โดยการเปลี่ยนค่าเวลาที่สารตั้งต้นอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งสามารถควบคุมจากจำนวนเครื่องปฏิกรณ์และอัตราการไหลของสารตั้งต้น, ค่าอัตราส่วนระหว่างไฮโดรคาร์บอนต่อออกซิเจน, และค่าความต่างศักย์ เมื่อเพิ่มจำนวนเครื่องปฏิกรณ์จาก 1 เครื่อง ไปเป็น 3 เครื่อง สำหรับระบบที่มีการควบคุมอัตราการไหลให้มีค่าคงที่ซึ่งช่วยปรับปรุงค่าการเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้น, ค่าผลได้ของผลิตภัณฑ์ รวมทั้งการลดลงของพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ด้วย พลังงานที่ใช้ต่ำที่สุด คือ 3.49X 10ˉ¹⁷ วัตต์วินาทีต่อโมเลกุลของสารตั้งต้นที่เปลี่ยนแปลงไป และ 2.04X10ˉ¹⁷ วัตต์วินาที ต่อโมเลกุลของก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตได้ ซึ่งได้รับค่านี้จากการทคลองที่ใช้เครื่องปฏิกรณ์จำนวน 3 เครื่อง สำหรับระบบนี้ควบคุมเวลาที่สารตั้งต้นอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์ 4.11 วินาที และอัตราการไหล 100 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Petroleum Technology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75392
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.1821
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2012.1821
Type: Thesis
Appears in Collections:Petro - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Narissara_ar_front_p.pdfCover and abstract909.79 kBAdobe PDFView/Open
Narissara_ar_ch1_p.pdfChapter 1653.61 kBAdobe PDFView/Open
Narissara_ar_ch2_p.pdfChapter 21.14 MBAdobe PDFView/Open
Narissara_ar_ch3_p.pdfChapter 3837.41 kBAdobe PDFView/Open
Narissara_ar_ch4_p.pdfChapter 41.51 MBAdobe PDFView/Open
Narissara_ar_ch5_p.pdfChapter 5610.33 kBAdobe PDFView/Open
Narissara_ar_back_p.pdfReference and appendix1.09 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.