12298

12298

مدل سازي نرخ محدود گازسازي سوخت هاي سنگين در يك راكتور جريان حامل

كارشناسي ارشد

مكانيك - مهندسي هوافضا - پيشرانش

مهر ماه 1392

مهر ماه 1392

دكتر حجت قاسمي

چكيده در اين مطالعه با توجه به حجم گسترده پسماندهاي نفتي در كشور به گازسازي اين منبع غني انرژي پرداخته شده است. پس از مرور گسترده بر ادبيات اين موضوع، مشخص گرديد كه از ميان راكتورهاي شيميايي، راكتور جريان حامل مناسب¬ترين گزينه براي گازسازي سوخت¬هاي مايع است. از اين رو مطالعه حاضر بر روي گازسازي سوخت¬هاي نفتي در راكتور جريان حامل تمركز داشته است. براي بدست آوردن شناختي اوليه از فرايند پيروليز، ابتدا مدلي تعادلي بر اساس ثوابت تعادل واكنش¬هاي شيميايي براي فرايند پيروليز توسعه داده شده است. بمنظور بهبود نتايج از روش اصلاح ثابت تعادل مطابق با مطالعات اخير استفاده گرديده است. پس از اصلاح نتايج، مشخص گرديد كه نتايج مدل پيروليز با نتايج تجربي تطابق قابل قبولي دارد. سپس با استفاده از مدل پيروليز، مطالعه¬اي پارامتريك بر روي فرايند پيروليز انجام گرفت و مشخص شد كه با افزايش رطوبت موجود در سوخت مرجع، ارزش حرارتي گازهاي حاصل بهبود خواهد يافت. همچنين مشاهده شد كه افزايش دما اثري مطلوب بر روي پيروليز داشته و موجبات بهبود ارزش حرارتي گاز را فراهم مي آورد. در ادامه بوسيله مدلي كه پيش¬تر در اين گروه تحقيقاتي توسعه داده شده بود، به مطالعه پارامتريك تاثير عامل¬هاي مختلف گازساز و همچنين روند توليد هيدروژن و مصرف دي¬اكسيد كربن بوسيله كاتاليزور آهك پرداخته شد. در اين قسمت از مطالعه حاضر، مشخص گرديد كه استفاده از تركيب هوا و بخار به عنوان عامل گازساز مي تواند ارزش حرارتي مناسبي را توليد نمايد. در مطالعه مستقل دوم اين بخش، به معرفي نقطه¬اي به عنوان نقطه بهينه در مصرف كربن و توليد و غني سازي هيدروژن بوسيله كاتاليزور آهك پرداخته شد. در اين مرحله، با تخمين نقطه عملكردي مناسب، بار ديگر بر اهميت استفاده از كاتاليزور آهك در بهبود سطح هيدروژن موجود در گاز سنتز تاكيد گرديد. در نهايت مدلي سينتيكي بر مبناء معادلات بقاء انرژي و جزء جرمي ارائه گرديد و مشخص شد كه نتايج حاصل از روش هاي سينتيكي از قرابت بيشتري با نتايج تجربي برخوردار مي باشند. نتايج حاصل از اين مدل با نتايج تجربي مقايسه گرديده و دقت روش عددي و صحت محاسبات انجام گرفته به اثبات رسيد. واژه‌هاي كليدي: گازسازي؛ سوخت¬هاي سنگين؛ مدلسازي تعادلي؛ مدلسازي نرخ محدود