CFDモデリングを用いたグリーンプロセスとしての水素生産のためのシリカ流化床膜炉の性能分析

科学分野:

• 化学工学
• エネルギー変換
• カタリシス

背景:

• メタノール蒸気リフォームは クリーンな燃料である水素を生産する 重要なプロセスです
• 膜反応炉は,原産物の除去によって水素生産効率を高めます.
• 流体化ベッド炉は,パックベッドと比較して熱と質量移転の利点を提供します.

研究 の 目的:

• 水素生成のための流体床膜炉 (FBMR) の性能を評価する.
• FBMR性能をパックベッド膜炉 (PBMR),流体化ベッド炉 (FBR),パックベッド炉 (PBR) と比較する.
• 作業パラメータが原子炉の効率に与える影響を調査する.

主な方法:

• 2D軸対称計算流体力学 (CFD) 数値モデルの開発
• PBMRとPBRの実験データを用いてモデルの検証
• 様々な動作条件下でメタノール蒸気リフォームのシミュレーション.

主要な成果:

• 包装ベッド膜炉 (PBMR) は,最適な条件下で67.6%のメタノール変換と69.5%の水素出力を達成した.
• 流体化ベッド膜反応炉 (FBMR) は,メタノール変換率98.3%,水素発生率95.8%に達し,優れた性能を示した.
• FBMRは,PBMRと比較して,より高い水素回収率 (74. 5%) と選択性 (97. 4%) を示した.

結論:

• 流体化ベッド膜反応炉 (FBMR) は,メタノール蒸気リフォームによる高効率の水素生成システムである.
• FBMRは,他の研究された原子炉タイプよりもはるかに優れた性能を提供します.
• FBMRは清潔なエネルギー発電の有望な経路を示しています