Thiết kế vi phản ứng hóa học tăng cường để sản xuất khí tổng hợp bằng phương pháp cải tiến phản ứng oxy hóa-khử trong quy trình cải biến hóa học tuần hoàn (Chemical Looping Reforming)

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Vi phản ứng gồm hai kênh song song: kênh oxy hóa (Ni → NiO) và kênh khử (NiO → Ni), được ngăn cách bằng lớp tường dẫn nhiệt.

  • Phản ứng khử methane sử dụng NiO làm chất mang oxy, tạo ra H₂ và CO (syngas), đồng thời giảm phát thải CO₂ và NOx.
  • - Mô hình toán học 2D mô phỏng truyền nhiệt, chuyển khối, động học phản ứng và chuyển hóa chất rắn trong lớp phủ xúc tác.
  • - Kết quả cho thấy cấu hình ghép nhiệt giúp giảm biến động nhiệt độ trong vi phản ứng từ 550 K xuống còn 125 K, bảo vệ chất xúc tác khỏi hư hỏng.
  • - Tỷ lệ H₂/CO trong khí tổng hợp đạt khoảng 6, có thể điều chỉnh bằng cách thêm CO₂ vào dòng methane đầu vào (tăng CO, giảm H₂).
  • - Tăng tỷ lệ CO₂/CH₄ từ 1 lên 2 giúp giảm tỷ lệ H₂/CO đến 38%.
  • - Tăng độ dẫn nhiệt của tường từ 1 lên 30 W/m·K giúp tăng hiệu suất chuyển hóa NiO và sản lượng H₂.
  • - Giảm kích thước kênh vi phản ứng giúp tăng tỷ lệ diện tích phản ứng trên thể tích, cải thiện hiệu suất sản xuất khí tổng hợp.
  • - Mô hình cũng phân tích các thông số như số Reynolds, tốc độ phản ứng, phân bố nhiệt độ, và sự hình thành carbon trong lớp xúc tác.