Journals / Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi / 2019 / Cilt: 34 Sayı: 4
Effect of Reactor Types and Operating Parameters for the Hydrogen Production through Steam Reforming Process of Ethanol
- Pages
- 193–202
- DOI
- —
Abstract
In the present study, hydrogen production process from ethanol was developed with the aid of Aspen Plus. Firstly, the effect of reactor types on ethanol conversion rates was investigated by simulating three different reactors in Aspen Plus and it was determined that the RGibss reactor provided the best conversion rate compare to REquilibrium and RPlug. Two different activity coefficient models, UNIFAC and UNIQUAC, have been tested and the best conversion rate has attained with the use UNIQUAC model. Once the optimal best reactor type and activity coefficient model were decided, the effects of reactor operating parameters such as temperature, pressure and mixing ratio on ethanol conversion rate were studied respectively. Temperature, pressure and mixing ratio for the optimal conversion rate of ethanol were determined as 500 °C, 1 atm and 1/4 respectively. Finally, a separator was used to purify the hydrogen gas and pure H2 with a purity of 99.9% was subsequently produced. The obtained data indicate that Aspen Plus simulator has been performed successfully and shows that such successful simulations can minimize experimental costs and time loss.
Özet
Bu çalışmada etanolden hidrojen üretim prosesi Aspen Plus yardımıyla geliştirilmiştir. Geliştirilen simülasyon kullanılarak öncelikle üç farklı reaktör türünün etanol dönüşüm oranlarına etkisi incelenmiş olup RGibss reaktörünün REquilibrium ve RPlug reaktörlerien oranla en iyi dönüşüm oranına sahip olduğu belirlenmiştir. İki farklı aktivite katsayısı modeli olan UNIFAC ve UNIQUAC modelleri test edilmiş olup en iyi dönüşüm oranının UNIQUAC modelinde olduğu tespit edilmiştir. En iyi reaktör ve aktivite katsayısı modeli belirlendikten sonra, sıcaklık, basınç ve karışım oranı gibi reaktör çalışma parametrelerinin etanol dönüşüm oranına olan etkileri sırasıyla çalışılmıştır. Yapılan çalışma neticesinde sıcaklık, basınç ve karışım oranı sırasıyla 500 °C, 1 atm ve 1/4 olarak belirlenmiştir. Son olarak üretilen hidrojen gazının saflaştırılıp kullanabilir hale gelmesi için bir ayrıştırıcı kullanılmış olup %99,9 saflıkta saf H2 elde edilmiştir. Elde edilen veriler Aspen Plus simülatörünün başarılı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermekte olup bu tür başarılı simülasyonların deneysel maliyetleri ve zaman kaybını minimize edebileceğini göstermektedir.