2.3. Calculation methods
The conversions of CH4 and CO2 and the selectivities of H2 and
CO are calculated as the following formulas:
XCH4% ¼ FCH4in FCH4outFCH4in 100%
XCO2% ¼ FCO2in FCO2outFCO2in 100%
SH2% ¼ FH2out=2FCH4in FCH4out 100%
SCO% ¼ FCOout=FCH4in FCH4outþ FCO2in FCO2out100%
where X, S and F are conversion, selectivity and gas flow rate of component i in the feed gases or the reacted gases,
respectively.
The mass balances of C, H and O in this system can be
estimated as following:
nHin ¼ 4nCH4in nHout ¼ 2nH2out þ 4nCH4out
nOin ¼ 2nCO2in nOout ¼ nCOout þ 2nCO2out
nCin ¼ nCH4in þ nCO2in nCout ¼ nCOout þ nCO2out þ nCH4out
where, the nCH4in and nCO2in are the inputs of CH4 and CO2 determined by rotameters, respectively; the nH2out, nCH4out,nCOout and nCO2out are the outputs of H2, CH4, CO and CO2 determined by GC. The difference value of nHin and nHout should almost double that of nOin and nOout because of the formation of H2O which cannot be detected by GC. However, the mass balance of C is difficult to estimate for the amount of carbon powder generated during the experiment which should be equal to the difference value of nCin and nCout cannot be confirmed accurately. As we all know, the process of CO2 reforming of CH4 by thermal plasma is not only a process of substance conversion,but also a process of energy transformation. For convenience,define the specific energy (SE) and energy conversion efficiency (ECE) of the process as below [5]:
SE ¼ P=½CO þ H2produced
where, P refers to the input power of plasma in kW;[CO þ H2]produced refers to the moles of (H2 þ CO) produced per
second (mol/s). The SE expresses the energy consumption for producing 1 mol (H2 þ CO). Obviously, the less the SE, the
lower the energy consumption of the reforming process is.
ECE ¼ nH2 LHVH2 þ nCO LHVCOðP þ nCH4 LHVCH4Þ
where, ni refers to the moles of component i produced or converted per second; P refers to the input power of plasma
in kW; LHVi refers to the lower heating value of substance i in kJ/mol. The ECE expresses the ratio of the energy included in the produced syngas to the input energy (the summation of the plasma input power and the energy included in the converted methane). Apparently, the larger the ECE, the higher the energy efficiency of this reforming process is.
2.3 การคำนวณวิธีแปลง selectivities ของ H2, CH4 และ CO2 และบริษัทจะคำนวณเป็นสูตรต่อไปนี้:XCH4% ¼ FCH4 ใน FCH4 ออก FCH4 100%XCO2% ¼ FCO2 ใน FCO2 ออก FCO2 100%SH2% ¼ FH2 ออก = 2 FCH4 ใน FCH4 ออก 100%พร้อม SCO %¼ FCO ออก = FCH4 ใน FCH4 ออกþ FCO2 ใน FCO2 ออก 100%X, S และ F แปลง วิธี และอัตราการไหลของแก๊สประกอบฉันในก๊าซฟีดหรือก๊าซ reactedตามลำดับดุลมวลของ C, H และ O ในระบบนี้ได้ประเมินดังต่อไปนี้:โรงแรมใน 4nCH4 ¼ใน nH ออก 2nH2 ¼ออกþ 4nCH4 ออกไม่มีใน 2nCO2 ในออก¼¼ nCO ออกþ 2nCO2 ออกnC ใน nCH4 ใน nCO2 þใน nC ออก¼¼ nCO ออก nCO2 þþ nCH4 ออกออก, nCH4 ในและ nCO2 ในอินพุตของ CH4 และ CO2 ตาม rotameters ตามลำดับ nH2 ออก nCH4 ออก nCO ออกและ nCO2 ออกเป็น outputs ของ H2, CH4, CO และ CO2 ตาม GC ค่าความแตกต่างของ nH ในและเอ็นออกควรเกือบคู่ที่ไม่มี และไม่ออกเนื่องจากการก่อตัวของ H2O ซึ่งไม่สามารถตรวจพบ โดย GC อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่ประเมินสำหรับผงคาร์บอนที่สร้างขึ้นในระหว่างการทดลองซึ่งควรจะเท่ากับค่าความแตกต่างของ nC ใน ดุลมวลของ C และ nC ออกไม่สามารถยืนยันได้อย่างถูกต้อง เรารู้ กระบวนการของการปฏิรูปของ CH4 CO2 โดยพลาสม่าความร้อนจะไม่เพียงแต่กระบวนการของการแปลงสาร แต่ยังเป็นกระบวนการของการแปลงพลังงาน เพื่อความสะดวก กำหนดพลังงานเฉพาะ (SE) และแปลงพลังงาน (ECE) ของกระบวนการตามด้านล่าง [5]:Þ¼ P = ½CO SE H2 ผลิตP หมายถึงกำลังป้อนเข้าของพลาสมาใน kW ที่ [CO þ H2] ผลิตถึงไฝของ (H2 þ CO) ผลิตต่อสอง (โมล/s) SE แสดงปริมาณการใช้พลังงานในการผลิต 1 โมล (H2 þ CO) น้อยลงอย่างชัดเจน SE การต่ำกว่าปริมาณการใช้พลังงานของกระบวนการ reforming ได้Þ LHVH2 ¼ nH2 ECE nCO LHVCO ðP þ nCH4 LHVCH4Þที่ ni ถึงไฝประกอบฉันผลิต หรือแปลงต่อวินาที P หมายถึงพลังงานอินพุทของพลาสม่าใน kW LHVi หมายถึงค่าความร้อนต่ำกว่าของสารฉันในล/โมล ECE แสดงอัตราส่วนของพลังงานรวมใน syngas ผลิตเป็นพลังงานสำหรับการป้อนค่า (รวมของพลาสมาพลังงานเข้าและพลังงานรวมในมีเทนแปลง) เห็นได้ชัด ECE ใหญ่มาก มีประสิทธิภาพพลังงานสูงของกระบวนการนี้ reforming ได้
การแปล กรุณารอสักครู่..

2.3 วิธีการคํานวณ
แปลงของร่างและ CO2 และ selectivities ของ H2
Co และคำนวณเป็นสูตรต่อไปนี้ :
xch4 % ¼ fch4 ใน fch4 ออก fch4 ใน 100 %
% ¼ xco2 fco2 ใน fco2 ออก fco2 ใน 100% สินค้า
% ¼ fh2 ออก = 2 fch4 ใน fch4 ออก 100 %
% ¼ SCO FCO ออก = fch4 ใน fch4 ออก þ fco2 ใน fco2 ออก 100%
ที่ x , S และ F คือการแปลงและอัตราการไหลของแก๊ส , การเลือกส่วนประกอบในอาหารที่มีแก๊สหรือก๊าซ
ยอดตามลำดับ มวลของ C H และ O ในระบบนี้จะเป็นดังนี้ :
( NH ใน¼ 4nch4 ใน NH ออก¼ 2nh2 ออกþ 4nch4 ออก
ไม่ ใน¼ 2nco2 ไม่มี ออก¼ NCO ออกþ 2nco2 ออก
NC ใน¼ nch4 ในþ nco2 ใน NC ออก¼ NCO ออกþ nco2 ออกþ nch4 ออก
ที่ไหนการ nch4 และ nco2 ในปัจจัยการผลิตของร่างและ CO2 โดยกำหนด rotameters ตามลำดับ ; nh2 ออก nch4 ออก NCO ออกและ nco2 ออกเอาต์พุตของ H2 , ร่าง , CO และ CO2 กำหนดโดย GC . ความแตกต่างของค่า NH และ NH ออกมาน่าจะเกือบเป็นสองเท่าของไม่ และไม่ ออกเพราะการก่อตัวของ H2O ซึ่งไม่สามารถตรวจพบโดย GC . อย่างไรก็ตามมวลสมดุลของ C คือยากที่จะประมาณการปริมาณของผงคาร์บอนที่สร้างขึ้นในระหว่างการทดลองซึ่งควรจะเท่ากับความแตกต่างในค่าของ NC NC ออก และไม่สามารถยืนยันได้อย่างถูกต้อง ในฐานะที่เราทุกคนรู้ว่ากระบวนการของ CO2 ปฏิรูปร่างโดยความร้อนพลาสม่าไม่ได้เป็นเพียงกระบวนการของการแปลงสาร แต่กระบวนการของการแปลงพลังงาน เพื่อความสะดวกกำหนดพลังงานจำเพาะ ( SE ) และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ( ECE ) ของกระบวนการดังนี้ [ 5 ] :
เซ¼ P = ½ Co þ H2 ที่ผลิต
, P หมายถึงการป้อนพลังงานพลาสม่าในกิโลวัตต์ ; [ CO þ H2 ] ผลิตหมายถึงไฝ ( H2 þ Co ) ผลิต /
2 ( mol / s ) ทางทิศตะวันออกแสดงพลังงานเพื่อการผลิต 1 โมล ( H2 þ Co ) เห็นได้ชัดว่า น้อยกว่า
เซลดการใช้พลังงานของกระบวนการปฏิรูป .
, ¼ nh2 lhvh2 þ NCO lhvco ð P þ nch4 lhvch4 Þ
ที่ไหน ผมหมายถึงไฝของส่วนประกอบที่เป็นต่อวินาที ; P หมายถึงการป้อนพลังงานพลาสมา
ในกิโลวัตต์ ; lhvi หมายถึงส่วนล่าง ค่าความร้อนของสารใน kJ / molECE แสดงอัตราส่วนของพลังงานรวมอยู่ในผลิตแก๊สเพื่อป้อนพลังงาน ( รวมของพลาสม่าใส่พลังงานและพลังงานรวมอยู่ในแปลงก๊าซมีเทน ) เห็นได้ชัดว่าขนาดใหญ่ ECE สูงกว่าพลังงานประสิทธิภาพของกระบวนการปฏิรูป คือ
การแปล กรุณารอสักครู่..
