10286

10286

بررسي عملكرد راكتور بستر ثابت در فرايند انتقال آب - گاز

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي - ترموسينتيك

ارديبهشت 1391

ارديبهشت 1391

دكتر علوي املشي

امروزه با توجه به گسترش روزافزون صنايع شيميايي بر اهميت هيدروژن كه يكي از خوراك‌هاي مهم صنايع شيميايي مي‌باشد، افزوده شده است. از اين رو توجه به فرآيندهاي توليد و خالص سازي هيدروژن حائز اهميت مي‌باشد. يكي از اين فرآيندها، فرآيند انتقال آب گاز است كه جهت افزايش مقدار هيدروژن در يك تركيب گازي شامل مونوكسيد كربن بكار مي‌رود. در اين پايان نامه چهار مدل يك بعدي ناهمگن، دو بعدي ناهمگن، يك بعدي همگن و دو بعدي همگن جهت مدلسازي راكتور بستر ثابت انتقال آب-گاز مورد بررسي قرار گرفته است. فرضيات و معادلات مربوط به هر مدل ارائه شده و در نهايت با مقايسه اي كه بين اين مدل‌ها انجام شده است، مدل¬هاي ناهمگن به دليل كارايي بهتر براي مدلسازي راكتور بستر ثابت انتقال آب-گاز انتخاب شده اند. مدل يك بعدي ناهمگن و دو بعدي ناهمگن با روش‌هاي عددي حل معادلات رانگ كاتاي مرتبه چهار در محيط برنامه نويسي MATLAB حل گرديد. در مرحله بعد تأثير پارامترهايي عملياتي و طراحي مانند دماي ورودي، شدت مولي خوراك، نسبت بخار آب به مونوكسيد كربن در خوراك و اندازه ذرات كاتاليست، بر عملكرد راكتور بررسي شده است. مشاهده گرديد كه با افزايش دماي ورودي ميزان تبديل CO در خروجي راكتور به يك ماكزيمم رسيد و پس از آن ميزان تبديل كاهش يافت. همچنين با افزايش شدت مولي خوراك به علت كاهش زمان ماند از ميزان تبديل نهايي كاسته شد. همچنين با كاهش قطر كاتاليست در نسبت ثابت بخار به مونوكسيد كربن برابر يك، مشاهده شد كه ميزان تبديل افزايش مي‌يابد. از سوي ديگر اين كاهش قطر سبب افزايش ميزان افت فشار در بستر گرديد. تمامي نتايج در فصل چهارم بصورت جداول و نمودارهايي ارائه و به تفصيل شرح داده شده است. در مرحله بعد عملكرد مدل¬هاي يك بعدي و دو بعدي ناهمگن در مقايسه با هم و با داده هاي تجربي حاصل از سه راكتور مقايسه گرديد. مشاهده گرديد كه مدل دو بعدي ناهمگن با خطاي كمتري نسبت به مدل يك بعدي با داده هاي تجربي همخواني دارد. در مجموع مقادير خروجي مدل¬ها با داده هاي واقعي همخواني مناسبي داشته و ميزان خطاها در حدود 4%-1% مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: انتقال آب گاز، مدلسازي راكتور بستر ثابت، مدلسازي ناهمگن، مدلسازي همگن.