Математическое моделирование СО₂-риформинга метана с обратной реакцией сдвига водяного газа

Синтез-газ является краеугольным камнем многих химических процессов для производства широкого спектра нефтехимических продуктов. В данной работе разработана математическая модель для исследования СО₂-риформинга метана в каталитическом реакторе с уплотненным слоем. Для моделирования установки риформинга разработана псевдооднородная двумерная математическая модель и методом конечных разностей решены полученные нелинейные уравнения в частных производных второго порядка. Предполагается, что в реакторе всегда протекает равновесная обратная реакция конверсии водяного газа для регулирования соотношения H₂/CO (≤1). Исследовано влияние рабочих условий, включая объемную плотность, пористость, температуру газа на входе и на стенках, диаметр реактора, общий молярный поток газа и отношение CH₄/CO₂ на входе, на производительность реактора. Кроме того, в исследовании изучалось влияние отношения H₂/CO (в диапазоне 0.7–1) на выход синтез-газа. Оценена валидность модели; найдено, что отклонение между результатами модели и экспериментальными данными является приемлемым.