بررسی تولید هیدروژن با استفاده از فرایند ریفرمینگ بخار آب با متان در حضور کاتالیزور نیکل در دماهای متوسط

Abstract

در این پژوهش، تولید هیدروژن با استفاده از فرآیند ریفرمینگ بخار با متان بررسی ‌شده است. هیدروژن، به‌دلیل کاربردهای وسیع و نقش مهمش در آینده به‌‏عنوان سوخت، ماده‏ای ارزشمند است. ریفرمینگ بخار با متان از رایج‌ترین و مهم‌ترین فرآیندهای تولید هیدروژن است که در دماهای C°900-700 در صنایع مختلف انجام می‏شود. دمای بالای فرآیند مشکلاتی مانند سینترینگ کاتالیست، افزایش هزینه‌ها، تشکیل کک روی کاتالیست و افزایش نگرانی‌های ایمنی را به‏وجود می‏آورد. در این تحقیق برای بررسی علل کاهش تولید هیدروژن در دماهای متوسط، از کاتالیست رایج این فرآیند(Ni/Al2O3) در دماهای متوسط(450-650 درجه سانتی‏گراد) استفاده شد. با گذشت زمان، تبدیل متان ابتدا روندی صعودی داشت و بعد از یک زمان مشخص به‏شدت افت کرد(در دمای C°600 بعد از 210 دقیقه و در دمای C°650 بعد از 275 دقیقه). پیک‌های موجود در آنالیز XRD، اکسید شدن کاتالیزور را حین فرآیند نشان دادند. در زمان پایداری کاتالیزور، تبدیل متان و کسر مولی هیدروژن در دمای C°650، به‏ترتیب 99 درصد و 80 درصد به‏دست آمد. با افزایش نسبت بخار به متان 6-5/2، مقدار تبدیل متان و کسر مولی هیدروژن افزایش و انتخاب‏پذیری CO کاهش یافت. در دماهای متوسط نیکل توان تولید هیدروژن به‏روش ریفرمینگ بخار با متان را دارد، ولی به‏دلیل غیرفعال شدن کاتالیزور، انجام پیوسته، این فرآیند ممکن نیست.