การผลิตกระแสไฮโดรเจนเข้มข้นจากแก๊สเรือนกระจกมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ : รายงานฉบับสมบูรณ์การวิจัย

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตไฮโดรเจนจากระบบร่วมปฏิกิริยารีฟอร์มมิ่งมีเทนด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และปฏิกิริยาวอเตอร์แก๊สชิฟต์ จากผลการทดลองในส่วนของปฏิกิริยารีฟอร์มมิ่งมีเทนด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา 7%Ni/zeolite Y ซึ่งเตรียมด้วยวิธีเคลือบฝังแบบเปียกพอดีรูพรุน แสดงประสิทธิภาพการทำงานที่ดี ณ 800 องศาเซลเซียส เมื่ออัตราส่วนโดยโมลระหว่างมีเทนต่อคาร์บอนไดออกไซด์เท่ากับ 1 และความเร็วแก๊สผ่านเบด เท่ากับ 15,000 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อชั่วโมงต่อกรัมตัวเร่งปฏิกิริยา โดยให้ค่าการเปลี่ยนของมีเทน ค่าการเปลี่ยนของคาร์บอนไดออกไซด์ และค่าการเลือกเกิดไฮโดรเจน ประมาณร้อยละ 99 โดยปราศจากการเกิดโค้ก จากผลการทดลองในส่วนของวอเตอร์แก๊สชิฟต์บนตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมของทองแดง ซีเรียมและเหล็ก ที่เตรียมด้วยวิธีเผาไหม้ยูเรียและไนเตรตโดยใช้การออกแบบทางสถิติสองชุดเพื่อลดจำนวนการทดลองลงสำหรับหาภาะที่เหมาะสมที่ทำให้ได้ค่าการเปลี่ยนของคาร์บอนมอนอกไซด์สูงสุดและแสดงให้เห็นถึงอันตรกิริยาระหว่างปัจจัย ในขั้นแรกจะดำเนินการออกแบบเต็มรูปแบบของ 2⁵ แฟ็คทอเรียลด้วยกับจุดกลาง 3 จุด เพื่อคัดกรองปัจจัยที่ส่งผลอย่าง นัยสำคัญต่อค่าการเปลี่ยน และหาภาวะที่เหมาะสมใช้การออกแบบคอมโพสิตกลางศูนย์กลางผิวหน้า (FCCCD) ซึ่งเลือกสองปัจจัยที่มีอิทธิพลจากห้าปัจจัยหลักที่เป็นอิสระ พิจารณาจากความมีนัยสำคัญของปัจจัยต่อค่าการเปลี่ยนของคาร์บอนมอนอกไซด์ ได้แก่ ความเข้มข้นของออกซิเจนในสายป้อน และอุณหภูมิปฏิกิริยา ได้ค่าการเปลี่ยนของคาร์บอนมอนอกไซด์สูงสุด 0.87 โดยเติมออกซิเจนร้อยละ 0.10 และน้ำร้อยละ 30 ในสายป้อน ณ อุณหภูมิ 333 องศาเซลเซียส อัตราส่วน W/F เท่ากับ 0.24 กรัม -วินาที ต่อลูกบาศก์เซนติเมตรและอัตราส่วนโดยโมล Cu/(Cu+Zn+Fe) เท่ากับ 0.30 จากการทดสอบเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา Cu₀.₃₀Zn₀.₅Fe สำหรับปฏิกิริยาวอเตอร์แก๊สชิฟต์ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Cu₀.₃₀Zn₀.₅Fe มีเสถียรภาพสูงตลอดช่วงเวลา 100 ชั่วโมง