بخشی از مقاله
-1 مقدمه
در سال های اخیر توجه زیادی به تولید هیدروژن به منظور استفاده در پیلهای سوختی، سنتز متانول و سنتز آمونیاک شده است. پیل های سوختی انرژی مورد نیاز بخش های گوناگون نظیر حمل و نقل را تأمین می کند. محدود بودن منابع فسیلی، افزایش قیمت انرژی و الزامات زیست محیطی توجه بیشتری را معطوف هیدروژن به عنوان انرژی پاک و یک سوخت جایگزین، کرده است. هیدروژن به عنوان فراوانترین عنصر موجود در سطح زمین به روشهای مختلف تولید میشود. دسترسی به هیدروژن خالص به عنوان سوخت، مسئلهای حائز اهمیت میباشد که متخصصین را به توسعه روشهای ارزانتر و تکنولوژیهای کارآمدتر واداشته است. از جمله ویژگیهایی که هیدروژن را از سایر گزینههای مطرح سوختی متمایز مینماید، میتوان به فراوانی، مصرفتقریباً منحصر بهفرد، انتشار بسیار ناچیز آلاینده ها، برگشتپذیر بودن چرخه تولید آن و کاهش اثرات گلخانهای اشاره نمود.
مهمترین راههای تولید هیدروژن، الکترولیز آب، تبخیر زغال سنگ و ریفرمینگ سوختهای هیدروکربنی است. در مقیاس صنعتی هیدروژن با تبدیل سوختهای هیدروکربنی از روشهایی مانند ریفرمینگ با بخار1، ریفرمینگ اتوترمال2، اکسایش جزئی3، و ریفرمینگ خشک4 تولید میشود.در فرآیند ریفرمینگ، راکتور نقش مهمی را ایفا میکند، که عدهای از محققین مطالعات خود را به این بخش اختصاص دادهاند. انواع راکتورهایی که بکار میروند و در این مقاله به آنها اشاره شده است عبارتند از: میکروراکتورها، میکروکانالها، راکتورهای غشایی و ... که هر کدام از این راکتورها را میتوان توسعه داد و بهبود بخشید. میکرو راکتورها نسبت سطح به حجم بالایی دارند، اندازه کوچکی دارند، و خواص انتقال حرارت و جرم خوبی دارند. در میکروکانالها میتوان با تنظیم عرض کانال و یا با تحمیل افت فشار در ورودی کانال تبدیل را بهبود بخشید.
-2 انواع خوراک تولید هیدروژن
خوراک های مختلفی برای تولید هیدروژن استفاده شده است. در اینجا این خوراک ها به سه دسته هیدروکربن های سبک، هیدروکربن های سنگین و الکل ها تقسیم بندی شده اند که در مورد هر یک در ادامه بیشتر شرح داده خواهد شد.
1-2 هیدروکربن های سبک
1-1-2 گاز طبیعی
تقریباً %95 گاز طبیعی را متان تشکیل میدهد. گاز طبیعی جایگزین نفت برای تولید سوخت و کالاهای پتروشیمی است Butcher - و همکاران، . - 2014 متان غنی شده، از 10%30 هیدروژن تشکیل شده است De Falco - و همکاران، . - 2014 از جمله مزایای گاز طبیعی این است که به آسانی قابل حمل است، ارزان و دسترس پذیر است و بازدهی بالایی دارد - وافری وهمکاران،. - 1390
