15-12-2021, 05:05 PM
چكيده :
تجديدناپذيري، افزايش روزافزون قيمت و ايجاد آلودگي سوختهاي فسيلي سبب شد جايگزين كردن آن با سوختهايي پاك، ارزان و تجديدپذير مورد توجه قرار گيرد. در ميان منابع جايگزين سوختهاي فسيلي، سوخت هيدروژني بيشترين موفقيت را داشته است. سوخت هيدروژني منبع اصلي توليد انرژي در سلولهاي سوختي است و ميتواند در تأمين انرژي جهان جايگاه ويژهاي در آينده داشته باشد. يكي از فرايندهاي شيميايي مهم در توليد هيدروژن، رفرمينگ گاز طبيعي با بخار آب است.
مقدمه :
بحران انرژي و سوخت كشورهاي توسعهيافته و پيشرفتة جهان را به بازنگري در مصرف سوختهاي فسيلي و يافتن جايگزين مناسب براي آنها وا داشته است. امروزه هيدروژن خالص بهعنوان يك منبع انرژي پاك مورد توجه قرار گرفته است. چنانكه منبع اصلي توليد انرژي در سلولهاي سوختي بهشمار ميرود. از جمله مهمترين روشهاي توليد هيدروژن ميتوان آبكافت آب، تجزية زغالسنگ و تبديل هيدروكربنها را برشمرد. در مقياس صنعتي تبديل هيدروكربنها به هيدروژن با سه روش 1 امكانپذير است كه عبارتاند از: رفرمينگ )بهسازي( با بخار، اكسايش جزئي و تبديل خودگرمايي.
فرايند رفرمينگ :
هم اكنون تبديل گاز طبيعي به هيدروژن، در حضور بخار متداولترين و به صرفهترين روش صنعتي توليد هيدروژن است. در اين روش متان گرم ميشود و همراه با بخار آب فراسير شده به راكتور راه مييابد. سپس واكنشها در حضور كاتاليزگر انجام ميگيرد. بازدهي خوب و ارزان بودن خوراك اين فرايند، روش ياد شده را نسبت به ديگر روشهاي توليد هيدروژن به صرفهتر كرده است. كاستي عمدة اين روش گرماگير بودن واكنشها و توليد گاز كربن دي اكسيد بهشمار ميرود. نزديك نيمي از هيدروژن مصرفي جهان به روش رفرمينگ متان در حضور بخار آب، توليد ميشود.
امروزه تبديل كامل متان به هيدروژن و تشكيل كربن دياكسيد، حتي در دماهاي پايين، به كمك كاتاليزگر پاالديم امكانپذير شده است.
رفرمينگ با بخار توليد هيدروژن از اين روش شامل سه مرحله است:
آ. تبديل متان در حضور كاتاليزگر، در دما و فشار باال كه منجر به توليد مخلوطي از گازهاي هيدروژن و كربن مونوكسيد ميشود و به گاز سنتز معروف است.
CH4 (g)+H2 O(g) 298° C CO(g)+3H2 (g) (1) ΔH=206kJ. mol
ب. تبديل در حضور كاتاليزگر كه در جريان آن، كربن مونوكسيد با بخار آب واكنش ميدهد و به توليد هيدروژن و كربن دي اكسيد ميپردازد. معادلة 2 به جابهجايي آب ـ گاز معروف است.
CO(g)+H2 O(g) CO2 (g)+H2 (g) (2) ΔH=-41kJ. mol
CH4 (g)+2H2 O(g) CO2 (g)+4H2 O(g) (3) ΔH=165kJ. mol
پ. خالصسازي هيدروژن به روش جذب. اين مرحله ويژه فرايندهايي است كه به هيدروژن بسيار خالص نياز دارند براي نمونه، سلولهاي سوختي. °850 و فشار 1 تا 4 80 درصد تبديل متان در دماي باالتر از C مگاپاسكال انجام ميگيرد. در مجموع، فرايند تبديل گاز طبيعي در حضور بخار آب واكنشي گرماگير است كه اگر در راكتورهاي غشايي انجام گيرد شرايط انجام واكنش تعديل ميشود.
نتيجه گيرى :
از ميان فناوريهاي موجود و پيشرفته توليد هيدروژن، استفاده از منابع تجديدپذير براي توليد الكتريسيته مورد نياز فرايند برقكافت از ديدگاه زيستمحيطي و اقتصادي مناسبتر شناخته شده است. اين روش، توليد هيدروژن بهعنوان سوختي پاك را امكانپذير ميكند. هماكنون از ميان روشهاي توليد هيدروژن، رفرمينگ گاز طبيعي با بخار، بهصرفهترين روش شناخته شده است.
منبع: http://www.roshdmag.ir
تجديدناپذيري، افزايش روزافزون قيمت و ايجاد آلودگي سوختهاي فسيلي سبب شد جايگزين كردن آن با سوختهايي پاك، ارزان و تجديدپذير مورد توجه قرار گيرد. در ميان منابع جايگزين سوختهاي فسيلي، سوخت هيدروژني بيشترين موفقيت را داشته است. سوخت هيدروژني منبع اصلي توليد انرژي در سلولهاي سوختي است و ميتواند در تأمين انرژي جهان جايگاه ويژهاي در آينده داشته باشد. يكي از فرايندهاي شيميايي مهم در توليد هيدروژن، رفرمينگ گاز طبيعي با بخار آب است.
مقدمه :
بحران انرژي و سوخت كشورهاي توسعهيافته و پيشرفتة جهان را به بازنگري در مصرف سوختهاي فسيلي و يافتن جايگزين مناسب براي آنها وا داشته است. امروزه هيدروژن خالص بهعنوان يك منبع انرژي پاك مورد توجه قرار گرفته است. چنانكه منبع اصلي توليد انرژي در سلولهاي سوختي بهشمار ميرود. از جمله مهمترين روشهاي توليد هيدروژن ميتوان آبكافت آب، تجزية زغالسنگ و تبديل هيدروكربنها را برشمرد. در مقياس صنعتي تبديل هيدروكربنها به هيدروژن با سه روش 1 امكانپذير است كه عبارتاند از: رفرمينگ )بهسازي( با بخار، اكسايش جزئي و تبديل خودگرمايي.
فرايند رفرمينگ :
هم اكنون تبديل گاز طبيعي به هيدروژن، در حضور بخار متداولترين و به صرفهترين روش صنعتي توليد هيدروژن است. در اين روش متان گرم ميشود و همراه با بخار آب فراسير شده به راكتور راه مييابد. سپس واكنشها در حضور كاتاليزگر انجام ميگيرد. بازدهي خوب و ارزان بودن خوراك اين فرايند، روش ياد شده را نسبت به ديگر روشهاي توليد هيدروژن به صرفهتر كرده است. كاستي عمدة اين روش گرماگير بودن واكنشها و توليد گاز كربن دي اكسيد بهشمار ميرود. نزديك نيمي از هيدروژن مصرفي جهان به روش رفرمينگ متان در حضور بخار آب، توليد ميشود.
امروزه تبديل كامل متان به هيدروژن و تشكيل كربن دياكسيد، حتي در دماهاي پايين، به كمك كاتاليزگر پاالديم امكانپذير شده است.
رفرمينگ با بخار توليد هيدروژن از اين روش شامل سه مرحله است:
آ. تبديل متان در حضور كاتاليزگر، در دما و فشار باال كه منجر به توليد مخلوطي از گازهاي هيدروژن و كربن مونوكسيد ميشود و به گاز سنتز معروف است.
CH4 (g)+H2 O(g) 298° C CO(g)+3H2 (g) (1) ΔH=206kJ. mol
ب. تبديل در حضور كاتاليزگر كه در جريان آن، كربن مونوكسيد با بخار آب واكنش ميدهد و به توليد هيدروژن و كربن دي اكسيد ميپردازد. معادلة 2 به جابهجايي آب ـ گاز معروف است.
CO(g)+H2 O(g) CO2 (g)+H2 (g) (2) ΔH=-41kJ. mol
CH4 (g)+2H2 O(g) CO2 (g)+4H2 O(g) (3) ΔH=165kJ. mol
پ. خالصسازي هيدروژن به روش جذب. اين مرحله ويژه فرايندهايي است كه به هيدروژن بسيار خالص نياز دارند براي نمونه، سلولهاي سوختي. °850 و فشار 1 تا 4 80 درصد تبديل متان در دماي باالتر از C مگاپاسكال انجام ميگيرد. در مجموع، فرايند تبديل گاز طبيعي در حضور بخار آب واكنشي گرماگير است كه اگر در راكتورهاي غشايي انجام گيرد شرايط انجام واكنش تعديل ميشود.
نتيجه گيرى :
از ميان فناوريهاي موجود و پيشرفته توليد هيدروژن، استفاده از منابع تجديدپذير براي توليد الكتريسيته مورد نياز فرايند برقكافت از ديدگاه زيستمحيطي و اقتصادي مناسبتر شناخته شده است. اين روش، توليد هيدروژن بهعنوان سوختي پاك را امكانپذير ميكند. هماكنون از ميان روشهاي توليد هيدروژن، رفرمينگ گاز طبيعي با بخار، بهصرفهترين روش شناخته شده است.
منبع: http://www.roshdmag.ir