بررسی عملکرد نانوکاتالیست آهن در تولید سوخت های مایع از گازهای سنتزی: مطالعات تجربی و مدل سازی CFD

در این تحقیق برای بررسی تولید سوخت مایع از طریق فرآیند سنتز FTS از دینامیک سیالات محاسباتی و مطالعات تجربی استفاده شده است. برای مطالعات تجربی از راکتورلوله ای از جنس استیل با قطرcm 1.2 و طول 80 cm استفاده گردید که در آن از ذرات سرامیکی به منظور رقیق کردن ابتدای بستر کاتالیست جهت جلوگیریی از فرار دما و ایجاد نقاط داغ استفاده شد. هیدرودینامیک، واکنش های شیمیایی ، انتقال حرارت و جرم در داخل راکتور به کمک CFD شبیه سازی گردید. یک هندسه با تقارن محوری با تعداد شبکه (22016 از سلول های مربعی) ایجاد شد. رفتار غیر ایده آل ترمو دینامیکی مخلوط گازها بوسیله ی معادله حالت Peng- Rabinson مدل سازی شد.مدل های سینتیکی برای سرعت واکنش های FTS و واکنش های جابجایی آب گاز بر اساس مدل Langmuir-Hinshelwood برای هر کدام از اجزا انتخاب گردید.تطابق خوبی بین داده های تجربی و مدل بدست آمد.به دلیل هزینه ی بالا ی آزمایشات از مدل معتبر CFD به عنوان آزمایش مجازی استفاده شد و جهت بررسی تاثیر دما، فشار ، GHSV و نسبت H2/CO بر روی عملکرد راکتور مورد بررسی قرار گرفت.