بررسی ترمودینامیکی سیستم های چندواکنشی
چکیده
پژوهش های وسیعی بر روی تکنولوژی های بهره گیری از منابع انرژی تجدیدپذیر با هدف کاهش انتشار آلودگی های زیست محیطی و افزایش بازده استفاده از انرژی های پاک با به کارگیری مواد و روش های جدید در سطح جهان رو به افزون است. درحال حاضر یکی از گزینه های مهم و نویدبخش برای جایگزینی سوختهای فسیلی دی متیل اتر می باشد. ریفورمینگ خشک دی متیل اتر از دیدگاه صنعتی و سلامت محیط زیست حائز اهمیت بسیار می باشد چراکه به کمک این فرایند می توان گاز سنتز با نسبت مناسب تولید و کربن دی اکسید را به عنوان یک گاز گلخانه ای مهم به محصولات مطلوب مانند هیدروژن برای کاربردهای مختلف از جمله سلول های سوختی و تولید الکتریسیته تبدیل نمود. بررسی ترمودینامیکی سیستم ریفورمینگ خشک دی متیل اتر تا کنون صورت نگرفته است. هدف از مطالعه ی حاضر مدلسازی شرایط ریفورمینگ خشک دی متیل اتر و بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی مهم دما، فشار و نسبت خوراک ورودی به راکتور بر میزان تبدیل واکنش دهنده های دی متیل اتر و کربن دی اکسید است. در این تحقیق برای نخستین بار مدل ترمودینامیکی ارائه شده است که به کمک آن میزان گاز سنتز به عنوان محصول مهم فرایند ریفورمینگ دی متیل اتر در شرایط عملیاتی دما(k1200-300)، فشار(atm25-1) و نسبت خوراک(4-5/0co2/dme=) مشخص شده است. برای توصیف تعادل ترمودینامیکی و بدست آوردن مول تعادلی اجزاء از روش مینیمم سازی انرژی آزاد گیبس استفاده شد. پارامترهای برهمکنش بین اجزا به عنوان تابعی از حجم بحرانی محاسبه و مسئله ی بهینه سازی در محیط متلب به کمک تابع اف مینکون در سه حالت از اجزای مختلف حل گشت. نتایج نشان داد که افزایش نسبت خوراک و همینطور دماهای پایین عملیاتی باعث کاهش تولید گازسنتز می گردد. همچنین افزایش فشار کاهش تولید هیدروژن و کربن مونوکسید و افزایش تشکیل کک را نشان داد. از این رو نسبت خوراک 5/1-1 ، دماهای بین k1200-1100 و فشار اتمسفریک برای فرایند ریفورمینگ خشک دی متیل اتر مناسب می باشد.