تحلیل سریع عملکرد کوره‌های ریفرمر جهت تولید هیدروژن و گاز سنتز

چکیده

برای تولید هیدروژن و گاز سنتز، فرآیندهای مختلفی وجود دارند، متداول‌ترین این فرایندها روش تبدیل گاز طبیعی توسط مخلوط بخار آب و دی اکسید کربن1 است. در این مقاله ابتدا به اجمال روش‌های مختلف تولید هیدروژن و گاز سنتز بررسی شده، سپس واکنش‌های فرآیند تبدیل متان توسط مخلوط بخار آب و دی اکسید کربن بصورت ترمودینامیکی تحلیل شده‌اند. اثر دما و نسبت‌های H2O/CH4 و CO2/CH4 در ورودی، روی محصول و عملکرد فرآیند بررسی و در این رابطه نموگراف‌هایی ارائه شده‌اند که با استفاده از آنها به راحتی می‌توان شرایط عملیاتی فرآیند ریفرمینگ در کوره‌های ریفرمر جهت تولید هیدروژن و گاز سنتز را مورد ارزیابی قرار داده و شرایط بهینه را مشخص نمود. برای تولید گاز سنتز با نسبت/CO H2مساوی یک (برای فرآیندFT  (، شرایط بهینه عملیاتی عبارتند از دما و فشار بالا، نسبت CO2/CH4برابر با دو و نسبت  H2O/CH4در دامنه 0/2 تا 5/2. برای تولید هیدروژن، شرایط بهینه عبارتند از دمای oC850، فشار bar30-20 ، نسبت CO2/CH4برابر با صفر و نسبت H2O/CH4 در دامنه 5/2 تا ./4.


 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Fast Evaluation of Reformer Furnace for Hydrogen and Synthesis Gas Production

چکیده [English]

Several varieties of processes are used for syngas production, but the methane H2O/CO2 reforming is the most important process and is commonly used. In this paper, at the first the common processes for syngas production are briefly studied and then using a computerized model, H2O/CO2 methane reforming reactions are thermodynamically studied. The effects of temperature, H2O/CH4 and CO2/CH4 ratios on product and process performance are studied and the results are shown as nomographs, which can be used for determination of the optimum process conditions for syngas and hydrogen production as well as reducing gas. To produce syngas with a H2/CO ratio equal to 1 (for FT process) the optimum H2O/CH4 is 2-2.5 and CO2/CH4 is 2.0 at high pressure and temperature. To produce hydrogen, H2O the optimum H2O/CH4 is 2.5-4 and CO2/CH4 is zero at temperature of 850 ºC and pressure of 20-30 bars.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reforming
  • Methane
  • Natural Gas
  • Synthesis Gas
  • Hydrogen
[1] S. Lee, Methane and Its Derivatives, 1st edition, Marcel Dekker 1997.          

[2] J.R. Rostrup-Nielsen, L.J. Christiansen and J.H. Bak Hansen, Applied Catalysis, 43, pp. 287-303, 1996.

[3] A.M. Adris, B.B. Pruden, C.J. Lim and J.R. Grace, Can. J. Chem. Eng., 74, pp. 177-186, 1996.

[4] E.S. Wagner and G.F. Froment, Hydrocarbon Processing, Jul., pp. 69-77, 1992.                           

[5] J.S. Soltan Mohammadzadeh and A. Zamaniyan, Iranian journal of science and Technology, 26, pp. 249-2602002.

[6] J. Xu and G.F. Froment, J. AIChE, 35(1), pp. 88-96, 1989.

[7] E.S. Wagner and G.F. Froment, KTI Symposium, pp. 88-96, 1991.

]8[ ا. زمانیان و ج. صادق سلطان محمد زاده، ششمین کنگره ملی مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اردیبهشت 80