Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi

Abstract

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.