تجزیه کاتالیستی H2S در یک راکتور غشاییPacked دو لوله ای: مطالعات شبیه سازی عددی

بازیابی هیدروژن از مقادیر زیادی H2S سمی، محصول جانبی مواد معدنی مختلف، زغال‌سنگ و عملیات پردازش نفت، پیشنهاد جذابی برای بهره‌برداری بهینه از منابع و مصرف انرژی است. این مطالعه به بررسی یک راکتور غشایی دو لوله ای که داخل آن با کاتالیزور های Ru-Mo برای سولفور زدایی کاتالیستی H2S و تولید هیدروژن بسته بندی شده ، می پردازد . به خاطر ماهیت گرماگیر بودن واکنش، یک مدل غیر همدما مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر لوله و زمان ماند سمت پوسته ، مسیر جریان گاز (آرگون) در یک فاصله حلقوی بین پوسته و لوله داخلی غشا (نسبت به هیدروژنسولفید ورودی ) و نسبت فشار جانبی پوسته به لوله به تغییر H مورد بررسی قرار گرفت. حالت عملیاتی راکتور با جریان متقاطع به طور کلی تبدیل هیدروژن سولفید بهتری را نسبت به حالت موازی (۴۰-۶۰٪) دارد. صرف نظر از نسبت فشار جانبی پوسته به لوله، تبدیل در هر دو حالت عملیاتی ،بیش از سقف ترمودینامیکی تحمیل شده بین دو تا پنج برابر افزایش می یابد. غشای نیوبیم پیشنهاد شده با پوشش پلاتین به منظور بهبود مقاومت در برابر حمله هیدروژن سولفید، پوشش داده شده است. این تحلیل نشان داد که یک ضخامت بهینه پلا

H2 recovery from large quantities of toxic H2S, the by-product of various minerals, coal and petroleum processing operations is an attractive proposition for efficient resource and energy utilization. This study has examined the analysis of a double-pipe membrane reactor internally packed with a Ru-Mo catalyst for the catalytic desulfurization of H2S and H2 generation. Due to the endothermic nature of the reaction, a non-isothermal model was employed. The effect of tube and shell-side residence times, sweep gas (argon) flow direction within the annular space between shell and inner membrane tube (relative to the H2S feed) and the shell-to-tube side pressure ratio on H2S conversion were investigated. The counter-current mode of reactor operation generally gave better H2S conversions than the co-current mode (40–۶۰%). Irrespective of shell-to-tube side pressure ratio, conversion in both modes of operation exceeded the thermodynamically-imposed ceiling by between two- and five-fold increa