Hydrogen, an essential element for a sustainable future, plays an important role in the global energy and environmental challenges. One of the prominent methods for hydrogen production is steam methane reforming (SMR) from hydrocarbons, which offers high efficiency and scalability. Membrane reactors (MRs) have emerged as a promising technology for enhancing the SMR process by integrating hydrogen production and separation within a single unit. The novelty of this study deals with the application and mathematical modeling for the first time of both hydrogen production via steam methane reforming, and carbon dioxide capture in the same MR. The effects of two important operating parameters (reaction temperature and reaction pressure) on the MR performance are investigated parametrically. At the baseline simulation conditions (773 K and 3 bar), methane conversion, hydrogen recovery, and carbon dioxide recovery are equal to 32.43%, 61.78%, and 15.69%, respectively.
Membrane Reactor Hydrogen Production CO2 Capture Mathematical Modeling
Sürdürülebilir bir gelecek için temel bir unsur olan hidrojen, küresel enerji ve çevresel zorluklarda önemli bir rol oynamaktadır. Hidrojen üretimi için öne çıkan yöntemlerden biri, yüksek verimlilik ve ölçeklenebilirlik sunan hidrokarbonlardan buhar metan reformasyonudur (BMR). Membran reaktörler (MR’ler), hidrojen üretimini ve ayrılmasını tek bir ünite içinde entegre ederek BMR sürecini geliştirmek için umut verici bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışma, bir MR içerisinde hem BMR ile hidrojen üretimini hem de membrandan geçemeyen gazlardan karbondioksit yakalanmasını içeren iki farklı prosesi içermektir ve bu MR’nin 1-boyutlu matematiksel modeli oluşturulmuştur. İki önemli çalışma parametresinin (reaksiyon sıcaklığı ve reaksiyon basıncı) membran reaktör performansı üzerindeki etkileri parametrik olarak incelenmiştir. Temel simülasyon koşullarında (773 K ve 3 bar), metan dönüşümü, hidrojen geri kazanımı, karbondioksit geri kazanımı sırasıyla %32,43, %61,78 ve %15,69'a eşittir.
Membran Reaktör Hidrojen Üretimi CO2 Yakalama Matematiksel Modelleme
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Yenilenebilir Enerji Sistemleri, Karbon Yakalama Mühendisliği (Sekestrasyon/Ayırma) Hariç), Enerji Üretimi, Dönüşüm ve Depolama (Kimyasal ve Elektiksel hariç) |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Erken Görünüm Tarihi | 14 Mayıs 2024 |
Yayımlanma Tarihi | 27 Mayıs 2024 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 Cilt: 26 Sayı: 77 |
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Tınaztepe Yerleşkesi, Adatepe Mah. Doğuş Cad. No: 207-I / 35390 Buca-İZMİR.