通过逆水气转移反应转化二氧化碳:反应堆设计
Magno F Santos1, Antonio E Bresciani1, Newton L Ferreira1
1Department of Chemical Engineering, Universidade de São Paulo, Avenida Professor Lineu Prestes, 580, Butantã, 05508-000, São Paulo, SP, Brazil.
Journal of environmental management
|August 19, 2023
概括
反向水气转移反应模型工业催化反应堆用于将二氧化碳和转化为有价值的合成气. 优化条件产生高一氧化碳选择性,有助于温室气体减排.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 催化剂是一种催化剂.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 反向水气转移 (RWGS) 反应对于将CO2和H2转化为合成气至关重要,这是生产高价值化学品的关键组成部分.
- 减轻温室气体,特别是二氧化碳对环境的影响是一个重大的全球问题,推动了对二氧化碳利用技术的研究.
- RWGS反应为二氧化碳利用和碳捕获和利用 (CCU) 策略提供了一个有前途的途径.
研究的目的:
- 用动力数据建模和模拟用于RWGS反应的工业催化反应堆.
- 确定最佳运行条件,以最大限度地提高二氧化碳转化和二氧化碳选择性.
- 评估RWGS工艺的可行性,用于工业规模的合成气生产.
主要方法:
- 用RWGS反应的动态数据来开发一个模拟模型.
- 使用Aspen Plus® v10软件进行过程模拟和热力学分析.
- 模拟了一个多管状固定床反应堆配置.
主要成果:
- 确定了最佳反应条件:料摩尔比率 (H2/CO2) 为0.8:1,温度为750°C,压力为20bar.
- 模拟实现了36.26%的二氧化碳转化率和96.41%的二氧化碳选择性.
- 接近平衡的二氧化碳转化达到高的二氧化碳选择性在约2.7秒的停留时间.
结论:
- 该研究成功建模和模拟了一个工业RWGS反应堆,验证了最佳运行条件.
- 结果表明,RWGS反应对于高效的二氧化碳转化和合成气生产的潜力.
- 在模拟中实现的高二氧化碳选择性支持该过程对化学合成和环境减轻的可行性.
