Doğalgaz Dergisi 237. Sayı |Enerji ve Çevre 180. Sayı (Mart 2023)

26 DOĞALGAZ VE ENERJİ • Mart / 2023 - 2. Bölüm - MAKALE Doğal Gazdan Buhar Reformasyonu ile Hidrojen Üretiminin Simülasyonu ve Optimizasyonu AKBAR KHOSHNOUDI - DR.ÖĞRETİM ÜYESİ RAMİZ GÜLTEKİN AKAY Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimler Enistitüsü Kimya Mühendisliği (reformer düzeni maksimize etmek için H2 üretimi). Ayrıca basınç, sıcaklık, akış hızı, konsantrasyon, tepsi sayısı ve gaz/ sıvı (G/L) oranı en yüksek CO2 giderimi ve CO dönüşümü için saflaştırma bölgesinde optimize edildi. Ayrıca optimum koşullarda çalışması için gereken ısı yükü ASPEN HYSYS v12 simülasyonu ile hesaplanmıştır [59,60]. Sonuç, bulgu ve Tartışma ASPENHYSYS V12 modelleme metan buhar reforming işlem sürecinin izotermal simülasyonundan elde edilen sonuçlar tablo 3, 4,5 ‘te sunulmaktadır. Buhar /Metan Gazı oranının reaksiyon dönüşümüne etkisi (Reformer) Buhar/Doğal gaz besleme oranı ne kadar yüksek olursa iki denge reaksiyonu için genel olarak o kadar iyi dönüşüm elde edilir. Buhar/Doğal gaz oranı 1.5 olduğunda su gazı dönüşüm reaktörünü (WGS) önemli ölçüde desteklemez. En son CH4, reforme ve su gaz dönüşüm her iki reaktörün işlem sonucu CH4’nın %96.52’i dönüşüm. buhar/doğal gaz oranı 2,5 ve 2,5’in üzerinde her iki reaksiyon için dönüşüm yaklaşık olarak aynıydı [56,57]. CH4+H2O → CO + 3H2 (∆H = 206 kj/mol CH) (Rxn1) [56] Akışkan paketleri ve reaktör seçimi R eformer ve su gaz dönüşüm reaktörlerindeki işlem simülasyonunu optimize etmek için bir Peng Robinson akışkan paketi(fluid package) seçildi. Bu paket, hafif gazların termodinamik verilerini (basınç ve sıcaklık) (CH4, … CnHm, CO2, CO, H2) doğru bir şekilde tahmin edebilir. Ek olarak, ürün verimi ve reaktanların tüketimi, Aspen’in, termo ile tahmin edilen nispeten hafif gazların davranışını göz önünde bulundurarak, belirli bir sıcaklıkta Gibbs serbest enerjisindeki değişimden reaksiyon denge sabitinin ayrıntıları Peng Robinson packginde hesaplamasını sağlayarak simüle edildi [61,62]. ln Keq = - ∆G reactio/ RT Burada Keq reaksiyonu denge sabıtı , ∆G Gibbs serbest enerjisindeki değişim, R ve T sırasıyla evrensel gaz sabiti ve sıcaklıktır. Bu bağlamda, aşağıdaki üretim birimlerini modellemek için bir Gibbs reaktörü seçilmiştir: Reformer ve su gaz dönüşüm reaktörü (WGS) [60]. Termodinamik parametrelerin optimizasyonu Akışkan paketlerini ve kararlı durum modeli için uygun reaktörleri seçtikten sonra üretim bölgesinde basınçlar (P), sıcaklık (T) ve buhar-karbon oranı (S/C) optimize edildi