بررسی عملکرد کاتالیست صنعتی فرایند ریفرمینگ بخارآب با متان در شرایط گوناگون

در این پژوهش، تولید هیدروژن با استفاده از فرایند ریفرمینگ بخار آب با متان به وسیله کاتالیست صنعتی نیکل بر پایه آلومینا بررسی شد. این فرایند در صنعت در دمای c° 900-750 انجام می شود. به منظور کاهش مصرف انرژی، توسعه کاتالیست هایی برای کاهش دمای عملیاتی مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین بررسیعملکرد کاتالیست صنعتی و شناخت علت های غیر فعال شدن آن در شرایط گوناگون و به ویژه در دمای کم اهمیت زیادی دارد که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت.  از آنالیز chn برای به دست آوردن مقدار کربن موجود در کاتالیست پس از فرایند و از آنالیز xrd و رابطه شیرر برای بررسی سینترینگ کاتالیست استفاده شد. در طی مدت آزمایش، تبدیل متان در دماهای c°750 و c°850، به تقریب ثابت و به ترتیب 8/75 و 4/84 بود، ولی در دمای c°650 و c°550 تبدیل متان روند کاهشی داشت. درصد تبدیل متان و درصد مولی هیدروژن با افزایش دما، افزایش  یافت، ولی پس از دمای c°750، شیب درصد مولی هیدروژن نسبت به درصد تبدیل متان کاهش یافت.از نظر تولید هیدروژن و درصد تبدیل متان، مناسب ترین دما c°750 بود و با افزایش دما بیش از این مقدار، بازده تولید هیدروژن تغییر محسوسی نداشت و از سویی انتخاب پذیری co افزایش یافت که دلخواخ نیست. با افزایش نسبت بخار به متان، تبدیل متان در دماهای گوناگون با شیب کم افزایش و انتخاب پذیری co کاهش یافت. با کاهش اندازه ذره های کاتالیست، تبدیل متان افزایش پیدا کرد. در طول مدت آزمایش با افزایش دما، مقدار کربن رسوب کرده روی کاتالیست کاهش یافت. با بررسی کاتالیست استفاده شده در صنعت دیده شد که عامل غیر فعال شدن کاتالیست با سینترینگ نسبت به غیر فعال شدن توسط رسوب کربن نقش موثرتری دارد..

Investigation of Industrial Catalyst Performance of Steam Methane Reforming in Various Conditions

In this study, hydrogen production with an industrial catalyst in the steam methane reforming process was investigated. Due to the abundant application and its rules as fuel in the future, hydrogen is so valuable. In industry, this process carried out at 750900°C. In order to decrease energy consumption, development of catalysts to decrease operation temperature was considered. In this project, to find catalyst disadvantages, industrial catalyst performance in the different conditions was investigated. CHN analysis for carbon content of catalyst and XRD analysis as well as Scherrer equation for catalyst sintering were carried out During the experiment, methane conversion at 750 °C and 850°C were 75.8 and 84.4, respectively, and almost unchanged, but at 650°C and 550 °C methane conversion followed a decreasing trend. Methane conversion percent and hydrogen mole percent increased with the increasing temperature but after 750 °C, slop of hydrogen mole percent decreased. According to hydrogen production and methane conversion, The most suitable temperature is 750°C and after this temperature, hydrogen yield did not have significant change, in addition, CO selectivity increased that is not suitable.Methane conversion slowly increased and CO selectivity decreased with the increasing steam to methane ratio. Decreasing particle size of catalyst led to increasing methane conversion. During the experiment, carbon content in the catalyst decreased with the increasing temperature.Catalyst deactivation with sintering had a greater impact than carbon deposit in the industrial catalyst.