• شماره ركورد
    25439
  • شماره راهنما
    CHE.ENG2 350
  • عنوان

    مقايسه ي عملكرد راكتورهاي غشايي انتخاب پذير نسبت به هيدروژن و دي-اكسيدكربن براي توليد هيدروژن توسط فرآيند ريفرمينگ متانول با بخارآب : مدلسازي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي - فرايند هاي جداسازي
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1404/07/23
  • صفحه شمار
    76 ص .
  • استاد راهنما
    امير گشادرو , دكتر محمد حسن خادمي
  • كليدواژه فارسي
    ريفرمينگ بخار متانول , توليد هيدروژن , غشاي پالاديوم-نقره , غشاي سراميكي دوفازي كربنات , جداسازي دي¬اكسيدكربن , جداسازي هيدروژن
  • چكيده فارسي
    هدف اين پايان‌نامه، بررسي فرآيند ريفرمينگ بخار متانول براي توليد هيدروژن در سه نوع راكتور است: يك راكتور سنتي و دو راكتور غشايي انتخاب‌پذير نسبت به هيدروژن و دي‌اكسيدكربن. غشاي پالاديوم–نقره براي جداسازي هيدروژن و غشاي دوفازي كربناتي براي جداسازي دي‌اكسيدكربن به‌كار گرفته شده است. براي اين منظور، يك مدل رياضي يك‌بعدي و غيرهمدما توسعه داده شد كه شامل موازنه‌هاي جرم و انرژي، سينتيك واكنش‌ها و انتقال از غشاء است. مدل با داده‌هاي آزمايشگاهي موجود اعتبارسنجي شد و سپس اثر پارامترهاي كليدي عملياتي، از جمله دما، فشار، دبي و نسبت خوراك، مورد تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ادغام هم‌زمان واكنش و جداسازي در راكتور غشايي موجب افزايش بازده هيدروژن، كاهش غلظت مونوكسيدكربن و بهبود خلوص هيدروژن مي‌شود. راكتورهاي غشايي، به‌واسطه اصل لوشاتليه، نسبت به راكتور سنتي داراي تبديل متانول و بازده توليد هيدروژن بالاتر و غلظت مونوكسيدكربن كمتر هستند. راكتور غشايي پالاديوم–نقره با بازيابي 84 درصد عملكرد بهتري در تبديل متانول و توليد هيدروژن نسبت به راكتور غشايي دوفازي سراميكي–كربناتي با بازيابي 71 درصد نشان داد. بر اساس نتايج، بازده توليد هيدروژن در راكتور سنتي 86 درصد، در راكتور غشايي دوفازي كربناتي 92٫5 درصد و در راكتور غشايي پالاديوم–نقره 98٫5 درصد است. هر يك از راكتورهاي غشايي مزاياي ويژه‌اي در بهبود عملكرد فرآيند ريفرمينگ متانول و كاهش نياز به واحدهاي جداسازي پايين‌دست دارند. اين يافته‌ها مي‌تواند بستري براي توسعه فناوري‌هاي نوين انرژي و كاهش آلاينده‌هاي زيست‌محيطي فراهم آورد.
  • كليدواژه لاتين
    Methanol steam reforming , Hydrogen production , Pd-Ag membrane , Ceramic carbonate Dul-phase membrane , H2 separation , CO2 separation
  • عنوان لاتين
    Comparison of the Performance of H2- an‎d CO2-Permselec‎tive Membrane Reactors for Hydrogen Production via Methanol Steam Reforming: Modeling
  • گروه آموزشي
    مهندسي شيمي
  • چكيده لاتين
    The aim of this thesis is to investigate the methanol steam reforming process for hydrogen production in three types of reactors: a conventional reactor an‎d two membrane reactors selec‎tive toward hydrogen an‎d carbon dioxide. A palladium–silver membrane is employed for hydrogen separation, while a dual-phase carbonate membrane is used for carbon dioxide separation. To this end, a one-dimensional, non-isothermal mathematical model was developed, incorporating mass an‎d energy balance equations, reaction kinetics, an‎d membrane transport. The model was validated using available experimental data, an‎d the effects of key operating parameters—including temperature, pressure, flow rate, an‎d feed ratio—were subsequently analyzed. The results show that the simultaneous integration of reaction an‎d separation in membrane reactors increases hydrogen yield, reduces carbon monoxide concentration, an‎d improves hydrogen purity. Due to Le Chatelier’s principle, membrane reactors exhibit higher methanol conversion an‎d hydrogen yield, along with lower carbon monoxide concentrations compared to the conventional reactor. The palladium–silver membrane reactor, with an 84% recovery, demonstrates superior methanol conversion an‎d hydrogen production relative to the dual-phase ceramic–carbonate membrane reactor, which achieves a 71% recovery. According to the results, the hydrogen production yield is 86% in the conventional reactor, 92.5% in the dual-phase carbonate membrane reactor, an‎d 98.5% in the palladium–silver membrane reactor. Each membrane reactor offers unique advantages in improving the performance of methanol reforming an‎d reducing the need for downstream separation units. These findings can provide a foundation for developing advanced energy technologies an‎d reducing environmental pollutants.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    151403
  • نويسنده

    اقبالي نيا، عرفان