|
Title
|
شبيه سازي و بهينه سازي راكتور شعاعي-محوري توليد متانول
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
سنتز متانول؛ ديناميك محاسبات سيالاتي؛ راكتور شعاعي – محوري؛ راكتور صفحه اي؛ شبيه سازي سه بعدي
|
|
Abstract
|
متانول يكي از سه محصول بسيار مهم صنايع شيميايي در دنيا بوده و مواد بسياري از آن مشتق مي شوند. همچنين با توجه به كمبود قابل پيش بيني منابع انرژي در آينده، مصرف مستقيم متانول به عنوان سوخت پاك و يا در توليد هيدروژن مصرفي پيل هاي سوختي، بسيار مورد توجه است. در كار حاضر به بررسي راكتور جريان شعاعي-محوري توليد متانول پرداخته شده كه جديدترين نوع راكتور سنتز متانول است و به جاي استفاده از راكتور پوسته و لوله قديمي، از راكتور پوسته و صفحه استفاده شده است. علاوه بر آن، جريان سيال در راكتور به هر دو صورت محوري و شعاعي است به طوري كه در 70 سانتي متر اول بستر كاتاليست، جريان محوري است و در ادامه بستر، جريان گاز به صورت شعاعي جريان دارد. در صفحات بخار اشباع با دماي 460 كلوين جهت خنك سازي راكتور، در جريان است و در پوسته گاز از روي بستر كاتاليست عبور مي كند و واكنش انجام مي شود. صفحات روي دو حلقه اطراف مركز راكتور قرار دارند و كاتاليست ها بين اين صفحات قرار دارند. هدف اين مطالعه، شبيه سازي سه بعدي راكتور شعاعي-محوري با روش ديناميك سيالات محاسباتي و مقايسه آن با داده صنعتي است. همچنين براي بهبود عملكرد راكتور، دو طرح پيشنهاد داده و به بررسي و مقايسه نتايج حاصل با راكتور شعاعي- محوري پرداخته شده است. در طرح اول، به جاي دو حلقه صفحات خنك كننده، از يك سري حلقه براي صفحات استفاده شد به اين ترتيب تعداد صفحات خنك كننده كاهش يافت و باعث صرفه جويي در هزينه و مصرف آب شد. در طرح دوم، در حلقه خارجي به جاي جريان بخار آب اشباع، جريان خوراك به منظور پيش گرم شدن، از صفحات خنك كننده عبور داده شده است. نتايج نشان داد كه در راكتور طرح نوين يك چون دما در محيط واكنش بيش تر از راكتور شعاعي- محوري است، توليد متانول نيز 3٪ بيشتر است. در راكتور طرح نوين دو نيز به دليل پيش گرم شدن جريان خوراك، توليد متانول 2٪ افزايش پيدا كرده همچنين در مصرف آب هم 50٪ صرفه جويي شد. همچنين در هر دو طرح پيشنهادي مقدار CO، CO2 و H2 در خروجي نسبت به راكتور شعاعي- محوري كاهش يافت.
|
|
Researchers
|
Ahmad Jamekhorshid (Primary advisor) , Azadeh Mirvakili (Primary advisor)
|